Bu sentez protokolü, 10.000 Siemens santimetrenin üzerine ulaşan metalik iletkenliğe sahip yüksek kaliteli MXen mürekkebi üretir. Bu tekniğin en büyük avantajı, mxen filmlerinin hassas mikro desenlemesini filme zarar vermeden veya elektrotlarda zararlı kalıntılar bırakmadan sağlamasıdır. Titanyum karbür müreksü hazırlamak için, seçici gravür çözeltisi içeren 125 mililitrelik reaksiyon kabına iki gram titanyum alüminyum karbür öncüsü ekleyin ve dakikada 400 dönüşte 35 derecede 24 saat boyunca Teflon manyetik çubukla çözeltiyi karıştırın.
Kuluçka sonunda, iki 175 mililitre lik centrifuge tüplere 50 mililitre deiyonize su ekleyin, gravür reaksiyonu karışımını tüpler arasında eşit olarak bölün ve 150 mililitrelik işareti doldurun. Malzemeyi tekrarlanan santrifüj le yıkayın, asidik süpernatantı plastik bir tehlikeli atık kabına ayırın ve süpernatant çözeltinin pH'ı pH altının üzerine ulaşana kadar santrifüj basamakları arasındaki tüplere tatlı su ekleyerek. Çok katmanlı MXene parçacığı arasındaki moleküllerin düzlem etkileşimlerini zayıflatmak için moleküllerin intercalation için, deiyonize su 100 mililitre iki gram lityum klorür ekleyin ve dakikada 200 rotasyonlarda çözelti yitirin.
Lityum klorür çözündüğünde, lityum klorür çözeltisinin 100 mililitresini titanyum karbür titanyum alüminyum karbür tortusu ile karıştırın. Çözeltiyi 125 mililitrelik plastik kapa aktarın ve reaksiyonu 25 santigrat derecede 12 saat ve dakikada 200 dönüşle karıştırın. Dökme çok katmanlı parçacıktan tek katmanlı titanyum karbür MXene'ye kadar delaminasyon için, ara kalişen çözeltiyi birden fazla santrifüjle yıkayın ve koyu bir süpernatant gözlemlenene kadar açık süpernatantı dekantlayın.
Sonra seyreltilmiş yeşil supernatant decanting önce bir saat için karanlık supernatant santrifüj. Şişmiş tortuyu 150 mililitre deiyonize su yla yeniden dağıtın ve çözeltiyi eşit olarak üç 50 mililitrelik santrifüj tüpüne bölün. Kalan MXene tortularını MXene supernatant'tan ayırmak için numuneleri santrifüj edin ve süpernatantları tek bir kapta birleştirin.
Daha sonra daha fazla boyut seçimi ve birkaç katman pultek izole etmek için çözeltinin optimizasyonu için ek bir saat için çözüm santrifüj. Titanyum karbür mikroelektrot dizi imalatı için, temiz bir silikon gofret üzerine Parylene-C dört mikrometre kalınlığında alt tabaka mevduat. Gofret üzerinde metal desenler tanımlamak için fotolitografi kullanmak için, spin ceket photoresist gofret üzerine 3, 000 dönüşler dakikada 40 saniye yumuşak 95 santigrat derece 14,5 dakika boyunca bir sıcak tabaküzerinde gofret pişirme önce.
Daha sonra, gofret ve maske bir maske hizalayıcı içine fotomaske halka gofret tüm kenarları ile çakışacak şekilde konumlandırılmış gofret ile yükleyin. Santimetre kare dozda 90 milijoule kare dozda göz çizgisinin 365 nanometre dalga boyları ile gofret maruz ve sert 115 santigrat derece bir dakika için bir sıcak tabakta gofret pişirin. Sert fırınSonunda, deiyonize su ile iyice durulama ve bir azot tabancası ile kurutma darbe önce sürekli ajitasyon ile iki dakika boyunca RD6 geliştirici gofret batırın.
Gofrete 10 nanometre titanyum ve ardından 100 nanometre altın yatırmak için bir elektron ışını buharlaştırıcı kullanın. Daha sonra fotodirenç eriyene ve fazla metal tamamen havalanana kadar gofretini yaklaşık 10 dakika boyunca çözücü striptizciye batırın. Kalkış tamamlandıktan sonra, istenmeyen metal inkalan izlerini kaldırmak için 30 saniye boyunca gofret sonicate ve bir azot tabancası ile kurutmadan önce taze çözücü striptizci ve deiyonize su ile gofret durulayın.
Kalkış işleminin sonunda, altın istenilen ara bağlantı izlerinde ve gofret in kenarı çevresindeki halkada görünür olacaktır. Kurban parylene-C tabakasının birikmesi için, ilk olarak gofretin oksijen plazmasına 30 saniye boyunca maruz bırakarak, spin kaplama seyreltik temizleme çözeltisini 30 saniye boyunca dakikada 1,000 dönüşte gofrete çevirmeden önce altta yatan Parylene-C tabakasıhidrofilik hale getirin. Gofret en az beş dakika boyunca parylene-c üç mikrometre yatırmadan önce hava izin gofret gösterildiği gibi gofret üzerine.
Maske iki kullanarak fotolitografi ikinci bir tur sonra, MXene elektrotlar ve izleri tanımlamak için fotodirenç tarafından kapsanmayan alanlarda kurban Parylene-C tabakası ile aşındırmak için oksijen plazma reaktif iyon gravür kullanın. Gravür kısmen titanyum altın ara bağlanır yanı sıra gofret kenarları etrafında halka ile örtüşmelidir. Daha sonra, açıktitanyum ve altın ara bağlantıları ile alt Parylene-C tabakası arasındaki profili ölçmek için bir profilometre kullanarak kurbanlık Parylene-C tabakasının tam bir gravürünü onaylayın.
MXene çözeltisini gofrete çevirmek için, gofretin dakikada 1.000 dönüşte 40 saniye boyunca döndürülmeden önce çözümü istenilen MXen desenlerinin her birine dağıtın. MXen filmden kalan suyu çıkarmak için 120 derecelik bir sıcak plaka üzerindeki gofreti 10 dakika boyunca kurutun ve ardından 50 nanometrelik silikon dioksit tabakasını gofret üzerine yatırmak için elektron ışını buharlaştırıcısını kullanın. Kurban Parylene-C tabakası kaldırmak için, gofret kenarına deiyonize su küçük bir damla yerleştirin ve tabakanın kenarları gofret in dış çevresindeki halka tanımlanır yerden başlayarak kurban Parylene-C tabakası soymak için cımbız kullanın.
Daha sonra, kalan temizleme çözeltisi kalıntısını gidermek ve gofretini azot tabancasıyla kurutmak için gofretiyi taze deiyonize suyla iyice durulayın. 120 derece santigrat derece sıcak plaka üzerine kurutulmuş gofret yerleştirin bir saat boyunca desenli MXen filmlerinden herhangi bir artık su kaldırmak için gösterildiği gibi gofret üzerine Parylene-C dört mikrometre kalınlığında tabaka yatırmadan önce. Maske üç ile fotolitografi başka bir tur yaptıktan sonra, gofret üzerine 100 nanometre alüminyum yatırmak için bir elektron ışını buharlaştırıcı kullanın ve metal tamamen gofret kaldırdı kadar 10 dakika solvent striptizci gofret batırın.
Sonication sonra, durulama, ve gösterildiği gibi kurutma, alüminyum elektrotlar ve yapıştırma pedleri için açıklıklar ile cihazları kapsayan görülebilir. Parylene-C katmanları ile aşındırmak için oksijen plazma reaktif iyon gravür kullanın cihazlar çevreleyen ve üst Parylene-C tabakası hem MXene elektrot kontaklar ve altın yapıştırma pedleri kapsayan üzerinden. Cihazlar arasında gofret üzerinde Parylene-C kalıntısı kalmadığında, 50 santigrat derecede 50 santigrat derecede veya alüminyumun tüm görsel izleri kaybolana kadar ıslak kimyasal bir etch kullanın.
MXene elektrotlarını kaplayan silikon oksit aşındırmak için, 30 saniye boyunca altıya bir tamponlu oksit eter içinde ıslak kimyasal bir etch kullanın. Daha sonra cihazın sonuna küçük bir damla deiyonize su yerleştirin. Cihazı silikon substrat gofretinden serbest bırakmak için kılcal hareketle cihazın altında su olduğu için cihazı yavaşça soyun.
Burada MXen mikroelektrot dizisinde kaydedilen örnek mikro-elektrokortikografi verileri gösterilmiştir. Putatif kortikal DOWN durumları bir iki hertz yavaş salınım çukurdayanmaktadır. Elektrot dizisinin kortekse uygulanmasının ardından, kayıt elektrotlarında net fizyolojik sinyaller hemen görüldü ve mxen elektrotların tümlerinde yaklaşık bir milivolt genlikelektrokortikografi sinyalleri görüldü.
Bu sinyallerin güç spektrumları ketamin deksmetomidin anestezi altında sıçanlarda sık gözlenen iki beyin ritmi nin varlığını doğruladı, bir-iki hertz yavaş salınımlar ve gama salınımları 40-70 hertz. Buna ek olarak, yavaş salınımın DOWN durumunda imzalı bir geniş bant güç zayıflaması ve yavaş salınımın UP durumunda seçici 15-30 hertz beta bandı ve 40-120 hertz gama bandı güç amplifikasyonu gözlenmiştir. Sentez yönteminin optimizasyonu, MXenes kullanımının optoelektronik cihazlar, akıllı tekstil ler ve daha fazlası gibi diğer uygulamalara genişletilmesine olanak sağlamıştır.
Bu prosedür hidroflorik asit, alüminyum etchant ve photoresist geliştirici dahil olmak üzere tehlikeli kimyasalların kullanımını içerir. Bu kimyasalları kullanırken her zaman uygun PPE kullandığınızdan emin olun.
