Name: fabrication of nanoheight channels incorporating surface acoustic wave actuation via lithium niobate for acoustic nanofluidics
Uploaded: 2020-02-05T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics at JoVE.com

लेखक इस काम के समर्थन में धन और सुविधाओं के प्रावधान के लिए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय और यूसी सैन डिएगो में NANO3 सुविधा के लिए आभारी हैं । यह काम यूसीएसडी के सैन डिएगो नैनोटेक्नोलॉजी इंफ्रास्ट्रक्चर (एसडीएनआई) में भाग में किया गया था, जो राष्ट्रीय नैनो टेक्नोलॉजी समन्वित बुनियादी ढांचे के सदस्य हैं, जिसे राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (ग्रांट ईसीसीएस-1542148) द्वारा समर्थित किया जाता है। यहां प्रस्तुत काम उदारता से W.M. Keck फाउंडेशन से एक अनुसंधान अनुदान द्वारा समर्थित था । लेखक नौसेना अनुसंधान कार्यालय (अनुदान के माध्यम से 12368098) द्वारा इस कार्य के समर्थन के लिए भी आभारी हैं।

1. नैनो हाइट चैनल मास्क तैयार ी
<ol><li>फोटोलिथोग्राफी: नैनोहाइट चैनलों(चित्रा 1बी)के वांछित आकार का वर्णन करने वाले पैटर्न के साथ, एलएन वेफर में नैनोहाइट अवसाद पैदा करने के लिए सामान्य फोट...

<ol>
	<li>Eijkel, J. C., Van Den Berg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanofluidics:+what+is+it+and+what+can+we+expect+from+it?.">Nanofluidics: what is it and what can we expect from it?.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 1 (3), 249-267 (2005).</li><li>Longhurst, M. J., Quirke, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-driven+pumping+of+fluid+through+single-walled+carbon+nanotubes.">Temperature-driven pumping of fluid through single-walled carbon nanotubes.</a> Nano Letters. 7 (11), 3324-3328 (2007).</li><li>Wang, B., Kr&#225;l, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coulombic+dragging+of+molecules+on+surfaces+induced+by+separately+flowing+liquids.">Coulombic dragging of molecules on surfaces induced by separately flowing liquids.</a> Journal of the American Chemical Society. 128 (50), 15984-15985 (2006).</li><li>Insepov, Z., Wolf, D., Hassanein, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanopumping+using+carbon+nanotubes.">Nanopumping using carbon nanotubes.</a> Nano Letters. 6 (9), 1893-1895 (2006).</li><li>Gong, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+charge-driven+molecular+water+pump.">A charge-driven molecular water pump.</a> Nature Nanotechnology. 2 (11), 709 (2007).</li><li>Joseph, S., Aluru, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pumping+of+confined+water+in+carbon+nanotubes+by+rotation-translation+coupling.">Pumping of confined water in carbon nanotubes by rotation-translation coupling.</a> Physical Review Letters. 101 (6), 064502 (2008).</li><li>Rinne, K. F., Gekle, S., Bonthuis, D. J., Netz, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+pumping+of+water+by+AC+electric+fields.">Nanoscale pumping of water by AC electric fields.</a> Nano Letters. 12 (4), 1780-1783 (2012).</li><li>Eslamian, M., Saghir, M. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+thermophoretic+particle+separators:+numerical+analysis+and+simulation.">Novel thermophoretic particle separators: numerical analysis and simulation.</a> Applied Thermal Engineering. 59 (1-2), 527-534 (2013).</li><li>Miansari, M., Friend, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+Nanofluidics+via+Room-Temperature+Lithium+Niobate+Bonding:+A+Platform+for+Actuation+and+Manipulation+of+Nanoconfined+Fluids+and+Particles.">Acoustic Nanofluidics via Room-Temperature Lithium Niobate Bonding: A Platform for Actuation and Manipulation of Nanoconfined Fluids and Particles.</a> Advanced Functional Materials. 26 (43), 7861-7872 (2016).</li><li>Minzioni, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roadmap+for+optofluidics.">Roadmap for optofluidics.</a> Journal of Optics. 19 (9), 093003 (2017).</li><li>Connacher, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro/nano+acoustofluidics:+materials,+phenomena,+design,+devices,+and+applications.">Micro/nano acoustofluidics: materials, phenomena, design, devices, and applications.</a> Lab on a Chip. 18 (14), 1952-1996 (2018).</li><li>Ren, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Etching+characteristics+of+LiNbO3+in+reactive+ion+etching+and+inductively+coupled+plasma.">Etching characteristics of LiNbO3 in reactive ion etching and inductively coupled plasma.</a> Journal of Applied Physics. 103 (3), 034109 (2008).</li><li>Winnall, S., Winderbaum, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lithium+niobate+reactive+ion+etching.">Lithium niobate reactive ion etching.</a> Defence Science and Technology Organization. , (2000).</li><li>Hu, H., Ricken, R., Sohler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Etching+of+lithium+niobate:+micro-and+nanometer+structures+for+integrated+optics.">Etching of lithium niobate: micro-and nanometer structures for integrated optics.</a> Topical Meeting Photorefractive Materials, Effects, and Devices-Control of Light and Matter, Bad Honnef. , (2009).</li><li>Jackel, J. L., Howard, R. E., Hu, E. L., Lyman, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+ion+etching+of+LiNbO3.">Reactive ion etching of LiNbO3.</a> Applied Physics Letters. 38 (11), 907-909 (1981).</li><li>Smith, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Investigation of nanoscale etching and poling of lithium niobate. , (2014).</li><li>Tomita, Y., Sugimoto, M., Eda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+bonding+of+LiNbO3+single+crystals+for+optical+waveguides.">Direct bonding of LiNbO3 single crystals for optical waveguides.</a> Applied Physics Letters. 66 (12), 1484-1485 (1995).</li><li>Howlader, M. M. R., Suga, T., Kim, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Room+temperature+bonding+of+silicon+and+lithium+niobate.">Room temperature bonding of silicon and lithium niobate.</a> Applied Physics Letters. 89 (3), 031914 (2006).</li><li>Chang, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+parametric+study+of+ICP-RIE+etching+on+a+lithium+niobate+substrate.">A parametric study of ICP-RIE etching on a lithium niobate substrate.</a> 10th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems. , 485-486 (2015).</li><li>Queste, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+reactive+ion+etching+of+quartz,+lithium+niobate+and+lead+titanate.">Deep reactive ion etching of quartz, lithium niobate and lead titanate.</a> JNTE (Journ&#233;es Nationales sur les Technologies) Proceedings. , (2008).</li><li>Xu, J., Wang, C., Tian, Y., Wu, B., Wang, S., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glass-on-LiNbO3+heterostructure+formed+via+a+two-step+plasma+activated+low-temperature+direct+bonding+method.">Glass-on-LiNbO3 heterostructure formed via a two-step plasma activated low-temperature direct bonding method.</a> Applied Surface Science. 459, 621-629 (2018).</li><li>Tulli, D., Janner, D., Pruneri, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Room+temperature+direct+bonding+of+LiNbO3+crystal+layers+and+its+application+to+high-voltage+optical+sensing.">Room temperature direct bonding of LiNbO3 crystal layers and its application to high-voltage optical sensing.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 21 (8), 085025 (2011).</li><li>Sridhar, M., Maurya, D. K., Friend, J. R., Yeo, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focused+ion+beam+milling+of+microchannels+in+lithium+niobate.">Focused ion beam milling of microchannels in lithium niobate.</a> Biomicrofluidics. 6 (012819), (2012).</li></ol>

कमरे-तापमान संबंध SAW-एकीकृत नैनोस्लिट उपकरणों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है । सफल संबंध और पर्याप्त संबंध शक्ति सुनिश्चित करने के लिए पांच पहलुओं पर विचार करने की जरूरत है ।
प्लाज्मा सत...

नैनोचैनलों में नियंत्रणीय नैनोस्केल द्रव परिवहन-नैनोफ्लूइडिक्स1- सबसे जैविक मैक्रोअणुओं के समान लंबाई के तराजू पर होता है, और जैविक विश्लेषण और संवेदन, चिकित्सा निदान और सामग्री प्रसंस्करण के लिए वादा कर रहा है। पिछले पंद्रह वर्षों में तापमान ढाल2,कूलोम्ब ड्लिंग3,सतह तरंगों4,स्थिर विद्युत क्षेत्र5,6,7और थर्मोफोरेसिस8 के आधार पर तरल पदार्थ और कण निलंबन में हेरफेर करने के लिए नैनोफ्लूइडिक्स में विभिन्न डिजाइन और सिमुलेशन विकसित किए गए हैं। हाल ही में, देखा9 नैनोस्केल द्रव पंपिंग का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है और सतह और चिपचिपा बलों के प्रभुत्व को दूर करने के लिए पर्याप्त ध्वनिक दबाव के साथ draining है कि अंयथा नैनोचैनलों में प्रभावी तरल पदार्थ परिवहन को रोकने के । ध्वनिक स्ट्रीमिंग का प्रमुख लाभ तरल पदार्थ या कण निलंबन के रसायन शास्त्र के विवरण पर चिंता के बिना नैनोसंरचनाओं में उपयोगी प्रवाह को चलाने की क्षमता है, जो इस तकनीक का उपयोग जैविक विश्लेषण, संवेदन और अन्य भौतिक रासायनिक अनुप्रयोगों में तुरंत उपयोगी बनाने वाले उपकरणों को बनाता है।
सॉ-इंटीग्रेटेड नैनोफ्लूइडिक उपकरणों के निर्माण के लिए इलेक्ट्रोड के निर्माण की आवश्यकता होती है- इंटरडिजिटल ट्रांसड्यूसर (आईडीटी)- पीजोइलेक्ट्रिक सब्सट्रेट पर, लिथियमनिओबे110,सॉ उत्पन्न करने की सुविधा के लिए। प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी (आरआईई) का उपयोग एक अलग एलएन टुकड़े में नैनोस्केल अवसाद बनाने के लिए किया जाता है, और दो टुकड़ों की एलएन-एलएन बॉन्डिंग एक उपयोगी नैनोचैनल पैदा करती है। आरा उपकरणों के लिए निर्माण प्रक्रिया कई प्रकाशनों में प्रस्तुत किया गया है, चाहे धातु स्पंदन या वाष्पीकरण बयान11के साथ सामान्य या लिफ्ट-ऑफ पराबैंगनी फोटोलिथोग्राफी का उपयोग करना। एलएन आरआईई प्रक्रिया के लिए एक विशिष्ट आकार में एक चैनल को नक़्क़ाशी करने के लिए, नक़्क़ाशी दर पर प्रभाव और चैनल की अंतिम सतह खुरदरापन को विभिन्न एलएन झुकाव, मुखौटा सामग्री, गैस प्रवाह और प्लाज्मा पावर चुनने से12,13,14,15,16की जांच की गई है। प्लाज्मा सतह सक्रियता का उपयोग सतही ऊर्जा को काफी बढ़ाने के लिए किया गया है और इसलिए एलएन17, 18 ,19,20जैसे ऑक्साइड में संबंध की ताकत में सुधार हुआ है । इसी तरह दो कदम प्लाज्मा सक्रिय संबंध विधि21के माध्यम से एसआईओ2 (ग्लास) जैसे अन्य ऑक्साइड के साथ एलएन को विषम रूप से बंधन ित करना संभव है। कमरे के तापमान LN-LN संबंध, विशेष रूप से, विभिन्न सफाई और सतह सक्रियण उपचार22का उपयोग कर जांच की गई है ।
यहां, हम 40 मेगाहर्ट्ज सॉ-इंटीग्रेटेड 100-एनएम ऊंचाई नैनोचैनल बनाने की प्रक्रिया का विस्तार से वर्णन करते हैं, जिसे अक्सर नैनोस्लिट चैनल(चित्रा 1ए)कहा जाता है। प्रभावी द्रव केशिका भरने और SAW एक्टयूशन द्वारा द्रव निकासी इस तरह के नैनोस्केल चैनल में नैनोस्लिट फैब्रिकेशन और आरी प्रदर्शन दोनों की वैधता को दर्शाता है। हमारा दृष्टिकोण एक नैनो-एकोस्टोफ्लूइडिक प्रणाली प्रदान करता है जो विभिन्न प्रकार की शारीरिक समस्याओं और जैविक अनुप्रयोगों की जांच को सक्षम करता है।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Absorber</td>
			<td>Dragon Skin, Smooth-On, Inc., Macungie, PA, USA</td>
			<td>Dragon Skin 10 MEDIUM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier</td>
			<td>Mini-Circuits, Brooklyn, NY, USA</td>
			<td>ZHL&#8211;1&#8211;2W&#8211;S+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Nikon, Minato, Tokyo, Japan</td>
			<td>D5300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>Futurrex, NJ, USA</td>
			<td>RD6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diamond tip engraving pen</td>
			<td>Malco, Memphis, TN, USA</td>
			<td>Malco A50 USA Made Carbide Tipped Scribe</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dicing saw</td>
			<td>Disco, Tokyo, Japan</td>
			<td>Disco Automatic Dicing Saw 3220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating oven</td>
			<td>Carbolite, Hope Valley, UK</td>
			<td>HTCR 6/28</td>
			<td>High Temperature Clean Room Oven - HTCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hole driller</td>
			<td>Dremel, Mount Prospect, Illinois</td>
			<td>Model #4000</td>
			<td>4000 High Performance Variable Speed Rotary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted microscope</td>
			<td>Amscope, Irvine, CA, USA</td>
			<td>IN480TC-FL-MF603</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium niobate substrate</td>
			<td>PMOptics, Burlington, MA, USA</td>
			<td>PWLN-431232</td>
			<td>4&#34; double-side polished 0.5 mm thick 128&#176; Y-rotated cut lithium niobate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Heidelberg Instruments, Heidelberg, Germany</td>
			<td>MLA150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nano3 cleanroom facility</td>
			<td>UCSD, La Jolla, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td>Fabrication process is performed in it.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative photoresist</td>
			<td>Futurrex, NJ, USA</td>
			<td>NR9-1500PY</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Keysight Technologies, Santa Rosa, CA, USA</td>
			<td>InfiniiVision 2000 X-Series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma surface activation</td>
			<td>PVA TePla, Corona, CA, USA</td>
			<td>PS100</td>
			<td>Tepla Asher</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarizer sheet</td>
			<td>Edmund Optics, Barrington, NJ, USA</td>
			<td>#86-182</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RIE etcher</td>
			<td>Oxford Instruments, Abingdon, UK</td>
			<td>Plasmalab 100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Signal generator</td>
			<td>NF Corporation, Yokohama, Japan</td>
			<td>WF1967 multifunction generator</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter deposition</td>
			<td>Denton Vacuum, NJ, USA</td>
			<td>Denton 18</td>
			<td>Denton Discovery 18 Sputter System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon wafer dipper</td>
			<td>ShapeMaster, Ogden, IL, USA</td>
			<td>SM4WD1</td>
			<td>Wafer Dipper 4&#34;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of nanoheight channels incorporating surface acoustic wave actuation via lithium niobate for acoustic nanofluidics

सतह और चिपचिपा बलों के प्रभुत्व के कारण तरल पदार्थों के नियंत्रित नैनोस्केल हेरफेर को असाधारण रूप से मुश्किल माना जाता है। मेगाहर्ट्ज-ऑर्डर सरफेस ध्वनिक तरंग (SAW) उपकरण ों को उनकी सतह पर जबरदस्त त्वरण उत्पन्न, १०८ मीटर/एस2तक, बदले में मनाया प्रभाव है कि acoustofluidics को परिभाषित करने के लिए आए है के कई के लिए जिंमेदार: ध्वनिक स्ट्रीमिंग और ध्वनिक विकिरण बलों । इन प्रभावों का उपयोग माइक्रोस्केल पर कण, कोशिका और तरल पदार्थ हेरफेर के लिए किया गया है, हालांकि हाल ही में देखा तंत्र के एक पूरी तरह से अलग सेट के माध्यम से नैनोस्केल पर इसी तरह की घटना का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है । नियंत्रणीय नैनोस्केल द्रव हेरफेर अल्ट्राफास्ट द्रव पंपिंग और भौतिक और जैविक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बायोमैक्रोमॉलिक्यूलेमिक गतिशीलता में अवसरों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। यहां, हम एक आरा डिवाइस के साथ एकीकृत कमरे-तापमान लिथियम निओबेत (एलएन) संबंध के माध्यम से नैनोस्केल-हाइट चैनल निर्माण का प्रदर्शन करते हैं। हम सूखी नक़्क़ाशी के माध्यम से नैनो ऊंचाई चैनल निर्माण सहित पूरी प्रयोगात्मक प्रक्रिया का वर्णन, लिथियम निओबेत पर प्लाज्मा सक्रिय संबंध, बाद में इमेजिंग के लिए उपयुक्त ऑप्टिकल सेटअप, और देखा एक्ट्युशन । हम आरआई द्वारा प्रेरित नैनोस्केल चैनल में द्रव केशिका भरने और तरल पदार्थ निकालने के लिए प्रतिनिधि परिणाम दिखाते हैं। यह प्रक्रिया नैनोस्केल चैनल निर्माण और भविष्य नैनोफ्लूडिक्स अनुप्रयोगों के लिए निर्माण करने के लिए उपयोगी SAW उपकरणों के साथ एकीकरण के लिए एक व्यावहारिक प्रोटोकॉल प्रदान करता है।

हम सफल निर्माण और आरआई एकीकृत नैनोफ्लूइडिक उपकरणों के संबंध के बाद नैनो-ऊंचाई एलएन स्लिट में द्रव केशिका फाइलिंग और आरआई-प्रेरित तरल पदार्थ का प्रदर्शन करते हैं। सतह ध्वनिक तरंगें आईडीटी द्वारा 40 मेग...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics at JoVE.com

Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics

हम लिफ्टऑफ फोटोलिथोग्राफी, नैनो-गहराई प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी, और कमरे-तापमान प्लाज्मा के माध्यम से ध्वनिक नैनोफ्लूइडिक्स के लिए लिथियम निओबेटिक्स पर सतह ध्वनिक तरंग एक्ट्युएशन उपकरणों के एकीकरण के साथ नैनोहाइट चैनलों के निर्माण का प्रदर्शन करते हैं एकल-क्रिस्टल लिथियम निबोबाट की सतह-सक्रिय मल्टीलेयर बॉन्डिंग, एक प्रक्रिया इसी तरह ऑक्साइड के लिए लिथियम निओबेट के संबंध के लिए उपयोगी है।

ध्वनिक नैनोफ्लूइडिक्स के लिए लिथियम निओबेकेट के माध्यम से सतह ध्वनिक तरंग एक्टयूशन को शामिल करने वाले नैनोहाइट चैनलों का निर्माण

Controlled nanoscale manipulation of fluids is known to be exceptionally difficult due to the dominance of surface and viscous forces. Megahertz-order ...

हमारा प्रोटोकॉल ध्वनिक नैनोफ्लुइडिक्स के लिए लिथियम निओबेट के माध्यम से सतह ध्वनिक तरंग एक्ट्यूएशन को शामिल करते हुए नैनो-हाइट चैनलों की एक विस्तृत निर्माण विधि प्रदान करता है। इस तकनीक का उपयोग कमरे के तापमान प्लाज्मा सतह सक्रिय बहुलेयर संबंध एकल क्रिस्टल लिथियम निओबेट के प्रदर्शन के लिए किया जा सकता है, जो लिथियम निओबेट या सिलिकॉन डाइऑक्साइड और अन्य ऑक्साइड के संबंध के लिए समान रूप से उपयोगी प्रक्रिया है। नैनो-हाइट चैनल गठन में बॉन्डिंग विफलता को रोकने के लिए सफाई और प्लाज्मा सतह सक्रिय प्रक्रियाओं के दौरान किसी भी मलबे और कणों को हटा दिया जाना चाहिए।इस विधि का दृश्य प्रदर्शन पूरे निर्माण प्रक्रिया को विस्तार से कैप्चर कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप अन्य शोधकर्ताओं के लिए प्रोटोकॉल की स्पष्ट प्रस्तुति होती है। नैनो-हाइट चैनल मास्क तैयार करने के लिए, एक वेफर रखें जो एक पैटर्न के साथ अंकित है जो लिफ्टऑफ प्रक्रियाओं में एक सामान्य फोटोलिथोग्राफी को एक स्पटर जमाव प्रणाली में डिज़ाइन किया गया है और चैंबर वैक्यूम को नकारात्मक छह मिलीटर के लिए पांच गुना 10 तक आकर्षित करता है। आर्गन को 2.5 मिलीमीटर पर प्रवाहित करने दें और 200 वाट पर स्पैटर क्रोमियम को 18 मिनट के भीतर 400 नैनोमीटर मोटी बलि का मुखौटा पेश करें।बयान के अंत में, एसीटोन के बीकर में वेफर को पूरी तरह से जलमग्न करें और 10 मिनट के लिए मध्यम तीव्रता पर वेफर को सोनेट करें। सोनीशन के अंत में, वेफर को डियोनाइज्ड पानी से कुल्ला करें और सूखे नाइट्रोजन प्रवाह के साथ वेफर को सुखाएं। फिर एक डीकिंग देखा का उपयोग करने के लिए चिप प्रति एक नैनो भट्ठा पैटर्न के साथ व्यक्तिगत चिप्स में वेफर विभाजित ।नैनो-हाइट चैनल बनाने के लिए, वेफर को एक प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी कक्ष में रखें। लिथियम निओबेट में 120 नैनोमीटर डीप नैनो-स्लिट का उत्पादन करने के लिए संकेत के अनुसार चैंबर मापदंडों को सेट करें। चैनल इनलेट्स और आउटलेट्स को ड्रिल करने के लिए, एक पेट्री डिश के नीचे एक छोटे स्टील प्लेट और प्लेट में नक़्क़ाशी चिप संलग्न करने के लिए डबल-तरफा टेप का उपयोग करें।पूरी तरह से चिप विसर्जित करने के लिए पानी के साथ पकवान भरें और एक ड्रिल प्रेस के लिए एक ०.५ मिलीमीटर व्यास डायमंड ड्रिल बिट देते हैं । फिर वांछित इनलेट्स और आउटलेट को मशीन करने के लिए प्रति मिनट कम से कम 10, 000 घूर्णन की गति से ड्रिल करें। क्रोमियम गीले नक़्क़ाशी के लिए, एक हीरे टिप उत्कीर्णन कलम का उपयोग करने के लिए स्पष्ट रूप से ड्रिल लिथियम niobate के फ्लैट unetched सतह को चिह्नित करने के लिए जो पक्ष नैनो ऊंचाई चैनल स्थित है और क्रोमियम etchant में चिप्स sonicate रखने के लिए ।चिप्स की सॉल्वेंट सफाई के लिए, एक सतह ध्वनिक तरंग डिवाइस और एक नक़्क़ाशी नैनोस्केल अवसाद चिप से मिलकर चिप जोड़े रखें और एक सोनीशन स्नान के साथ रखे एसीटोन के बीकर में जोड़े को विसर्जित करें। एसीटोन में दो मिनट के सोनिकेट के बाद, चिप्स को मेथनॉल में एक मिनट के लिए सोनिकेट करें। मेथनॉल सोनीफिकेशन के अंत में, चिप्स को डिएकाइज्ड पानी में कुल्ला करें।इसके बाद, एक अच्छी तरह से हवादार हुड में एक से तीन अनुपात में सल्फ्यूरिक एसिड में हाइड्रोजन पेरोक्साइड जोड़ें और सभी चिप्स को टेफ्लॉन धारक में रखें। दो अनुक्रमिक डिवाइन्ड पानी स्नान में चिप्स और धारक को धोने से पहले 10 मिनट के लिए पिरान्हा एसिड की बीकर में धारक को सावधानी से रखें। दूसरी कुल्ला के बाद, सूखे नाइट्रोजन प्रवाह के साथ चिप्स सूखी और तुरंत ऑक्सीजन प्लाज्मा सक्रियण उपकरण में नमूनों जगह उंहें संदूषण से बचने के दौरान हैंडलिंग के दौरान कवर रखते हुए ।१५० सेकंड के लिए १२० मानक घन सेंटीमीटर पर ऑक्सीजन प्रवाह के लिए चिप्स को उजागर करते हुए १२० वाट बिजली का उपयोग करना, प्लाज्मा के साथ चिप सतहों को सक्रिय करें । सक्रियण के अंत में, नमूनों को तुरंत कम से कम दो मिनट के लिए एक ताजा डिपोनाइज्ड पानी स्नान में जलमग्न कर दें। शुष्क नाइट्रोजन प्रवाह के साथ चिप्स सुखाने के बाद, ध्यान से उचित अभिविन्यास में गठबंधन चिप्स के साथ वांछित स्थिति में सतह ध्वनिक तरंग डिवाइस चिप पर नैनो भट्ठा चिप रखना ।फिर चिमटी का उपयोग करें या बांड शुरू करने के लिए अपने केंद्र से नमूने पर नीचे प्रेस करने के लिए इसी तरह, क्षेत्रों है कि प्रारंभिक अवसाद के बाद बांड में विफल करने के लिए कोमल दबाव लागू करने । इसके बाद, थर्मल विस्तार के बावजूद सुरक्षित रूप से भार डालती है और क्लैंप किए गए नमूनों को कमरे के तापमान ओवन में रखने के लिए बंधुआ नमूनों को एक उछला क्लैंप में रखें। फिर स्वचालित शटऑफ से दो घंटे पहले के एक निवास समय के साथ अधिकतम दो डिग्री सेल्सियस प्रति मिनट की एक रैंप दर के साथ ओवन तापमान ३०० डिग्री सेल्सियस के लिए सेट ।पूर्ण नैनो-स्लिट में द्रव गति का पालन करने के लिए, नैनो-स्लिट चिप को एक उल्टे माइक्रोस्कोप के नीचे रखें और लिथियम निओबेट में बिरेफ्लेंस-आधारित छवि दोहरीकरण को उपयुक्त रूप से अवरुद्ध करने के लिए ऑप्टिकल पथ में एक रैखिक ध्रुवीकरण फिल्टर के माध्यम से चिप को घुमाएं। फिर इनलेट में अल्ट्रापुरे डिसोनाइज्ड पानी जोड़ें और तरल पदार्थ की प्रगति को छवि दें। सतह ध्वनिक तरंग एक्ट्यूएशन के लिए, परावर्तित ध्वनिक तरंगों को रोकने के लिए सतह ध्वनिक तरंग डिवाइस के सिरों पर अवशोषक संलग्न करें और लगभग 40 मेगाहर्ट्ज के लिए सिग्नल जनरेटर पर प्रतिध्वनि आवृत्ति सेट करें।सिग्नल को बढ़ाने के लिए एम्पलीफायर का उपयोग करें और डिवाइस पर लागू वास्तविक वोल्टेज, वर्तमान और शक्ति को मापने के लिए ऑसिलोस्कोप का उपयोग करें। इसके बाद इंटरडिजिटल ट्रांसड्यूसर पर साइनसॉयडल इलेक्ट्रिकल फील्ड लगाएं और नैनो स्लिट के भीतर ऐक्ट्यूशन के दौरान फ्लूइड मोशन रिकॉर्ड करें। इन छवियों में, अल्ट्रापुरे डिओनाइज्ड पानी को एक 100 नैनोमीटर लंबा 400 माइक्रोमीटर चौड़ा चैनल और एक 100 नैनोमीटर लंबा 40 माइक्रोमीटर चौड़ा चैनल दिखाया गया है।केशिका बल इनलेट के माध्यम से दिए गए अल्ट्रापुरे पानी की एक बूंद के साथ पूरे नैनो-स्लिट के तरल पदार्थ को खींचते हैं और भरने अपने बड़े केशिका बल के कारण संकरा चैनल के भीतर अधिक तेजी से हुआ। इस प्रयोग में, सतह ध्वनिक तरंग डिवाइस के बीच में अधिकतम ध्वनिक ऊर्जा का संकेत देते हुए मध्य में अधिकतम लंबाई के साथ पानी-हवा इंटरफेस दिखाने के लिए 100 नैनोमीटर ऊंचाई भट्ठा में पानी को सूखा दिया गया था। लगभग एक वाट की एक सीमा लागू शक्ति ध्वनिक दबाव को एक दृश्य निकासी घटना को चलाने के लिए केशिका दबाव से बड़ा होने के लिए मजबूर करने के लिए आवश्यक है।माइक्रोस्केल पार्टिकुलेट संदूषण को रोकने के लिए एक साफ कमरे में अधिकांश निर्माण प्रक्रियाएं आयोजित की जानी चाहिए और भरने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरल पदार्थ नैनो-स्लिट के क्लोजिंग को रोकने के लिए अल्ट्रापुर होना चाहिए। हमारा दृष्टिकोण नैनोस्केल पर विभिन्न प्रकार की शारीरिक समस्याओं और जैविक अनुप्रयोगों की जांच के लिए नैनो-ध्वनिक तरल पदार्थ प्रणाली प्रदान करता है।

Research

JoVE Journal

Engineering

Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

संकीर्ण आकार वितरण के साथ चरण पारी nanoemulsions ध्वनिक Droplet वाष्पीकरण और बुलबुला बढ़ाया एबलेशन अल्ट्रासाउंड की मध्यस्थता के लिए संश्लेषण

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

Solid-state Graft Copolymer Electrolytes for Lithium Battery Applications

लिथियम बैटरी अनुप्रयोगों के लिए ठोस राज्य भ्रष्टाचार Copolymer इलेक्ट्रोलाइट्स

Battery safety has been a very important research area over the past decade. Commercially available lithium ion batteries employ low flash point (&lt;80 ...

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

सतह ध्वनिक तरंग चालित ध्वनिक-counterflow Microfluidics में निर्माण, प्रचालन और फ्लो विज़ुअलाइज़ेशन

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

सिलिकॉन डायरेक्ट वेफर बॉन्डिंग के माध्यम से यूनिफॉर्म नैनोस्केल गुहाओं का निर्माण

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

ऑप्टिकल saturable संक्रमण के माध्यम से patterning - निर्माण और विशेषता

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

पूर्ण सेट सामग्री स्थिरांक की विशेषता और piezoelectric सामग्री के लिए उनके तापमान निर्भरता गुंजयमान अल्ट्रासाउंड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Plasmatron में पंचमी विभक्ति सामग्री परीक्षण के दौरान उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी सीमा परत जांच

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Free-form Light Actuators ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Â Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

नि: शुल्क फार्म लाइट actuators - निर्माण और actuation का नियंत्रण सूक्ष्म पैमाने में

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

निर्माण और Acoustofluidic उपकरणों के संचालन के लिए थोक Sheathless ध्वनिक खड़े तरंगों सहायक कण का ध्यान केंद्रित

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

LiPON के लिए केंद्रित आयन बीम निर्माण-आधारित ठोस राज्य लिथियम आयन Nanobatteries में सीटू परीक्षण के लिए

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...