Наш протокол предусматривает детальный метод изготовления нано-высотных каналов, включающих поверхностные акустические волновые приводы с помощью литиевого ниобата для акустической нанофлюиды. Этот метод может быть использован для выполнения комнатной температуры плазмы поверхности активированной многослойной связи одного кристалла ниобата лития, процесс одинаково полезен для склеивания ниобата лития или диоксида кремния и других оксидов. Любые обломки и твердые частицы должны быть удалены во время очистки и плазменной поверхности активированных процессов, чтобы предотвратить сбой связи в формировании нано-высотного канала.
Визуальная демонстрация этого метода может детально зафиксировать весь процесс изготовления, что приведет к четкой презентации протокола для других исследователей. Чтобы подготовить маску канала нано-высоты, поместите пластину с надписью шаблон, предназначенный для нормальной фотолитографии в процедурах подъема в систему осаждения распыления и свяжте вакуум камеры в пять раз 10 до отрицательного шести миллитора. Разрешить аргона течь на 2,5 миллитора и мокроты хрома на 200 Вт для производства 400 нанометров толщиной жертвенной маски в течение 18 минут.
В конце осаждения, полностью погрузить в стакан ацетона и sonicate пластины при средней интенсивности в течение 10 минут. В конце звуковой связи, промыть пластину с деионизированной водой и высушить с сухим потоком азота. Затем используйте dicing пилу, чтобы разделить пластину на отдельные чипы с одним нано-щель шаблон на чип.
Чтобы изготовить канал нано-высоты, поместите пластину в камеру офорта реактивного иона. Установите параметры камеры, как указано, для получения 120 нано щелей нано щели в литиевом ниобате. Для бурения входов и розеток канала и розетки используйте двустороннюю ленту, чтобы прикрепить небольшую стальную пластину к нижней части чашки Петри и выгравированный чип к пластине.
Заполните блюдо водой, чтобы полностью погрузить чип и прикрепить 0,5 миллиметра диаметром алмаза сверла бит для бурового пресса. Затем сверлите со скоростью не менее 10 000 оборотов в минуту, чтобы обработать нужные входы и розетки. Для офорта мокрого хрома используйте гравировку с бриллиантовым наконечником, чтобы четко отметить плоскую неизубную поверхность пробуреного ниобата лития, чтобы отслеживать, с какой стороны расположен канал нано-высоты, и соникировать чипы в офорте хрома.
Для очистки растворителя чипов поместите пары чипов, состоящие из одного поверхностного акустического волнового устройства и одного травленного наномасштабного чипа депрессии, и погрузите пары в стакан ацетона, помещенный с звуковой ванной. После двух минут sonication в ацетон, sonicate чипсы в метаноле в течение одной минуты. В конце звуковой данных метанола, промыть чипсы в деионизированной воде.
Затем добавьте перекись водорода в серную кислоту в соотношении один к трем в хорошо проветриваемом капюшоне и поместите все чипы в держатель тефлона. Тщательно поместите держателя в стакан пираньи кислоты в течение 10 минут, прежде чем полоскания чипсы и держатель в двух последовательных дейонизированных ванн воды. После второго полоскания высушите стружку сухим потоком азота и немедленно поместите образцы в кислородное плазменное оборудование, удерживая их покрытыми во время обработки, чтобы избежать загрязнения.
Используя 120 ватт энергии, подвергая чипы потоку кислорода на 120 стандартных кубических сантиметров в течение 150 секунд, активируйте поверхности чипа плазмой. В конце активации немедленно погрузив образцы в свежую деионизированную водяную баню в течение по крайней мере двух минут. После высыхания чипов сухим потоком азота, тщательно положите нано-щелевой чип на поверхностный акустический чип волнового устройства в нужном положении с чипами, выровненными в соответствующей ориентации.
Затем используйте пинцет или аналогичные нажать на образец из своего центра, чтобы инициировать связь, применяя мягкое давление на районы, которые не смогли связи после первоначальной депрессии. Затем поместите кабальные образцы в зажим для безопасного оказания нагрузки, несмотря на тепловое расширение, и поместите зажатые образцы в печь комнатной температуры. Затем установите температуру духовки до 300 градусов по Цельсию с рампой скоростью два градуса по Цельсию в минуту максимум с проживанием время за два часа до автоматического выключа.
Чтобы наблюдать движение жидкости в завершенной нано щели, поместите чип нано-щели под перевернутым микроскопом и поверните чип через линейный поляризационный фильтр в оптическом пути, чтобы соответствующим образом блокировать изображение на основе бирефрингенса, удваивая литиевый ниобат. Затем добавьте ультрапурную деионизированную воду к входу и изумите прогрессию жидкости. Для активации поверхностных акустических волн прикрепите амортизаторы к концам устройства акустической волны поверхности, чтобы предотвратить отраженные акустические волны и установите частоту резонанса на сигнальном генераторе примерно до 40 мегагерц.
Используйте усилитель для усиления сигнала и использовать осциллоскоп для измерения фактического напряжения, тока и мощности, применяемых к устройству. Затем нанесите синусоидальное электрическое поле на междигитальный предук и зарегиентууните движение жидкости во время активации в нано щели. На этих снимках показана капиллярная начинка ультрапурной деионизированной воды в один канал шириной 400 нанометров высотой 400 микрометров и один канал шириной 40 микрометров высотой 100 нанометров.
Капиллярные силы черпают жидкость заполнения всей нано-щели с каплей ультрапурной воды, доставленной через вход и заполнения произошло быстрее в более узком канале из-за его большей капиллярной силы. В ходе этого эксперимента вода в разрезе высотой 100 нанометров была осушена, чтобы показать водно-воздушный интерфейс с максимальной длиной посередине, указывающий на максимальную акустическую энергию в середине поверхностного акустического волнового устройства. Порог прикладной мощности около одного ватта требуется, чтобы заставить акустическое давление быть больше, чем капиллярное давление, чтобы управлять видимым явлением слива.
Большинство процессов изготовления должны проводиться в чистом помещении для предотвращения микромасштабного загрязнения твердыми частицами, а жидкость, используемая для заполнения, должна быть ультрачистой для предотвращения засорения нано щели. Наш подход предлагает систему наноакустической жидкости для исследования различных физических проблем и биологического применения на наноуровне.
