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

Авторы признательны Калифорнийскому университету и объекту NANO3 в Калифорнийском университете в Сан-Диего за предоставление средств и средств для поддержки этой работы. Эта работа была выполнена в частности, в Сан-Диего нанотехнологии инфраструктуры (SDNI) UCSD, член Национальной нанотехнологии скоординированной инфраструктуры, которая поддерживается Национальным научным фондом (Grant ECCS-1542148). Представленная здесь работа была щедро поддержана исследовательским грантом Фонда В.М. Кека. Авторы также благодарны за поддержку этой работы Управления военно-морских исследований (через Грант 12368098).

1. Препарат маски канала Nano-высоты
<ol><li>Фотолитография: С рисунком, описывающим нужную форму нановысотных каналов(рисунок 1B), используйте нормальную фотолитографию и процедуры подъема для производства нановысотных вафелок в вафле LN. Эти депрессии станут нанов...

<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>

Связь комнатно-температурного оборудования является ключом к изготовлению сав-интегрированных нанослитных устройств. Необходимо рассмотреть пять аспектов, обеспечивающих успешную связь и достаточную прочность связи.
Время и мощность для активации поверхности пл...

Контролируемый перенос наноразмерной жидкости в наноканалах –нанофлюитике1— происходит на той же шкале длины, что и большинство биологических макромолекул, и является перспективным для биологического анализа и зондирования, медицинской диагностики и обработки материала. Различные проекты и моделирования были разработаны в нанофлюидитики для манипулирования жидкостей и частиц подвески на основе температурных градиентов2, Кулон перетаскивания3, поверхностные волны4, статические электрические поля5,6,7, и термофорис8 за последние пятнадцать лет. Недавно, SAW было показано9 для производства наномасштабной жидкости насосных и слива с достаточным акустическим давлением, чтобы преодолеть доминирование поверхностных и вязких сил, которые в противном случае предотвратить эффективный перенос жидкости в наноканалах. Ключевым преимуществом акустической потоковой передачи является его способность управлять полезным потоком в наноструктурах без беспокойства по поводу деталей химии жидкости или частицподвески, что делает устройства, которые используют этот метод сразу же полезным в биологическом анализе, зондировании и других физикохимических приложений.
Изготовление СОВМЕСТИМЫх нанофлюидических устройств для изготовления электродов-межцифрового преобразователя (IDT) на пьезоэлектрическом субстрате, литиевом ниобате10,для облегчения генерации SAW. Реактивное ионное травление (RIE) используется для формирования наномасштабной депрессии в отдельном куске LN, а склеивание LN-LN двух частей производит полезный наноканал. Процесс изготовления устройств SAW был представлен во многих публикациях, будь то с помощью нормальной или подъемной ультрафиолетовой фотолитографии наряду с металлическим распылением или осаждением испарения11. Для процесса LN RIE, чтобы вытравить канал в определенной форме, влияние на скорость etch и конечной шероховатости поверхности канала от выбора различных ориентаций LN, маски материалов, потока газа, и плазменной энергии были исследованы12,13,14,15,16. Активация поверхности плазмы была использована для значительного увеличения поверхностной энергии и, следовательно, повышения прочности склеивания оксидов, таких как LN17,18,19,20. Также возможно неоднородно связывать LN с другими оксидами, такими как SiO2 (стекло) с помощью двухступенчатого метода активации плазмы21. Комната-температура LN-LN связи, в частности, был исследован с помощью различных очистки и поверхностной активации лечения22.
Здесь мы подробно описываем процесс изготовления 40 МГц SAW-интегрированных наноканалов высотой 100 нм, часто называемых наноосвещенными каналами(рисунок 1А). Эффективная плавичная капиллярная начинка и слив жидкости путем активации SAW демонстрируют действительность как наноосвещенной измышления, так и производительности SAW в таком наномасштабном канале. Наш подход предлагает нано-ацустофлюйдипическую систему, позволяющую иссмотреть различные физические проблемы и биологические применения.

<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

Контролируемые наномасштабные манипуляции жидкостями, как известно, исключительно трудно из-за доминирования поверхностных и вязких сил. Мегагерц-заказ поверхностных акустических волн (SAW) устройства генерировать огромное ускорение на их поверхности, до 108 м /s2, в свою очередь, отвечает за многие из наблюдаемых эффектов, которые пришли к определению acoustofluidics: акустические потокового и акустических сил излучения. Эти эффекты были использованы для частиц, клеток и жидкости манипуляции на микромасштабе, хотя в последнее время SAW был использован для производства аналогичных явлений на наноуровне через совершенно другой набор механизмов. Контролируемые наномасштабные манипуляции жидкостью предлагает широкий спектр возможностей в ультрабыстрой жидкости насосной и биомакромолекулы динамики полезно для физического и биологического применения. Здесь мы демонстрируем изготовление каналов наномасштабного канала с помощью комнатно-температурного ниобата литиевого ниобата (LN), интегрированного с устройством SAW. Мы описываем весь экспериментальный процесс, включая изготовление канала нано-высоты с помощью сухого травления, плазменного склеивания на ниобате лития, соответствующей оптической установки для последующей визуализации и активации SAW. Мы показываем репрезентативные результаты для жидкости капиллярной начинки и жидкости слива в наномасштабном канале индуцированных SAW. Эта процедура предлагает практический протокол для изготовления наномасштабных каналов и интеграции с устройствами SAW, полезными для создания для будущих применений нанофлюидических жидкостей.

Мы выполняем жидкую капиллярную подачу и слив жидкости SAW в нано-высотных разрезах LN после успешного изготовления и склеивания интегрированных нанофлюядических устройств SAW. Поверхностные акустические волны генерируются IDTs, действием усиленного синусоидального сигнала на резонансн?...

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

Мы демонстрируем изготовление нановысотных каналов с интеграцией поверхностных акустических волновых устройств активации на литиевый ниобат для акустической нанофлюитики с помощью фотолитографии подъема, нано-глубокого реактивного ионного травления и комнатно-температурной плазмы многослойная связь однокристаллического лития-ниобата, процесса, столь же полезного для склеивания ниобата лития с оксидами.

Изготовление нановысотных каналов, включающих поверхностную акустическую волну, активацию с помощью литиевого ниобата для акустических нанофлюидиков

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

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.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Синтез Фазовый наноэмульсии с узким распределением размера для акустической испарения капель и Bubble повышенной ультразвуковой аблации-опосредованной

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

Твердотельные привитой сополимер электролитов для литиевых аккумуляторов Приложения

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

Изготовление, эксплуатация и визуализация потока в поверхностных акустических волнах управляемой акустической противотоком Microfluidics

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

Изготовление однородных наномасштабных полостей с помощью кремниевой прямой вафельной связи

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

Создание массивов с помощью оптических насыщающихся переходов - Изготовление и характеристика

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

Характеристика полный набор материальных констант и их зависимости от температуры для пьезоэлектрических материалов с помощью резонансной ультразвуковой спектроскопии

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

Излучение спектроскопические пограничного слоя Исследование во время АБЛЯЦИОННОГО испытания материалов в плазмотроне

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

Свободной формы Легкие Приводы - изготовление и контроль Срабатывание в микроскопическом масштабе

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

Изготовление и эксплуатация Acoustofluidic устройств с поддержкой объемных акустических стоячих волн для без футляра фокусировки частиц

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

Целенаправленные Ион луч изготовление Nanobatteries ЛИПОН основе твердотельных литий ионный на месте тестирования

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