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

Yazarlar California Üniversitesi ve UC San Diego nano3 tesisi için fon ve bu çalışmayı destekleyen tesislerin sağlanması için müteşekkir. Bu çalışma kısmen, Ulusal Bilim Vakfı (Grant ECCS–1542148) tarafından desteklenen Ulusal Nanoteknoloji Eşgüdümlü Altyapı üyesi UCSD'nin San Diego Nanoteknoloji Altyapısı'nda (SDNI) gerçekleştirilmiştir. Burada sunulan çalışma, W.M. Keck Vakfı'nın araştırma bursu ile cömertçe desteklenmiştir. Yazarlar da Deniz Araştırma Ofisi (Grant 12368098 ile) tarafından bu çalışmanın desteği için müteşekkir.

1. Nano yükseklikte kanal maskesi hazırlama
<ol><li>Fotolitografi: Nanoheight kanallarının istenilen şekli açıklayan bir desen ile(Şekil 1B),bir LN gofret nanoheight depresyonlar üretmek için normal fotolitografi ve kaldırma prosedürleri kullanın. Bu depresyonlar daha sonraki bir adımda gofret yapıştırma üzerine nanoheight kanalları haline gelecektir. NOT: Nanoölçekli depresyonların lateral boyutları bu protokolde mikro ölçektir. Elektron ışı...

<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>

Oda sıcaklığında yapıştırma SAW entegre nanoslit cihazlar imal anahtarıdır. Başarılı bağlanma ve yeterli bağlanma mukavemeti sağlamak için beş yönü göz önünde bulundurulmalıdır.
Plazma yüzey aktivasyonu için zaman ve güç Plazma gücünün artırılması yüzey enerjisini artırmaya ve buna bağlı olarak bağlanma mukavemetini artırmaya yardımcı olacaktır. Ancak plazma yüzey aktivasyonu sırasında gücü artırmanın dezavantajı yüzey pü...

Nanokanallarda kontrol edilebilir nanoölçekli sıvı taşıma -nanofluidics1— çoğu biyolojik makromoleküller ile aynı uzunlukta ölçeklerde oluşur ve biyolojik analiz ve algılama, tıbbi tanı ve malzeme işleme için umut vericidir. Çeşitli tasarımlar ve simülasyonlar sıcaklık gradyanları dayalı sıvılar ve parçacık süspansiyonlar işlemek için nanofluidics geliştirilmiştir2, Coulomb sürükleyerek3, yüzey dalgaları4, statik elektrik alanları5,6,7, ve termoforez8 son on beş yıl içinde. Son zamanlarda, SAWnanokanallarda etkili sıvı taşımaönlemek yüzey ve viskoz kuvvetlerin hakimiyetini aşmak için yeterli akustik basınç ile nanoölçekli sıvı pompalama ve drenaj üretmek için 9 gösterilmiştir. Akustik akışın en önemli faydası, sıvı veya parçacık süspansiyonunun kimyasının ayrıntıları üzerinde endişelenmeden nanoyapılarda yararlı akışı sağlayabilme yeteneğidir, bu tekniği kullanan cihazların biyolojik analiz, algılama ve diğer fizyokimyasal uygulamalarda hemen yararlı olmasını sağlar.
SAW entegre nanoakışkan cihazların imalatı, SAW'ın üretilmesinin kolaylaştırmak için bir piezoelektrik substrat, lityum niyobat10üzerindeki elektrotların-interdigital transdüser (IDT)—imalatını gerektirir. Reaktif iyon gravür (RIE) ayrı bir LN parçasında nanoölçekli depresyon oluşturmak için kullanılır ve iki parçanın LN-LN yapıştırma yararlı bir nanochannel üretir. SAW cihazları için üretim süreci metal sputter veya buharlaşma birikimi11yanında normal veya lift-off ultraviyole fotolitografi kullanarak olsun, birçok yayınlarda sunulmuştur. LN RIE süreci belirli bir şekilde bir kanal etch için, etch oranı ve farklı LN oryantasyonları, maske malzemeleri, gaz akışı ve plazma gücü seçiminden kanalın son yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileriaraştırılmıştır 12,13,14, 15,15,16. Plazma yüzey aktivasyonu önemli ölçüde yüzey enerjisini artırmak ve dolayısıyla LN17,18,19,20gibi oksitlerde yapıştırma gücünü artırmak için kullanılmıştır. Aynı şekilde, ln'yi siO2 (cam) gibi diğer oksitlerle heterojen olarak iki aşamalı plazma aktif yapıştırma yöntemi21ile bağlamak da mümkündür. Oda sıcaklığında LN-LN yapıştırma, özellikle, farklı temizlik ve yüzey aktivasyon tedavileri kullanılarak araştırılmıştır22.
Burada, genellikle nanoslit kanalları olarak adlandırılan 40 MHz SAW entegre 100-nm yükseklikte nanokanallar, imal süreci ayrıntılı olarak açıklar (Şekil 1A). SAW actuation ile etkili sıvı kapiller dolgu ve sıvı drenaj ı, nanoslit imalatının ve SAW performansının nanoölçekli bir kanalda geçerliliğini gösterir. Yaklaşımımız, çeşitli fiziksel sorunların ve biyolojik uygulamaların araştırılmasını sağlayan nano-akoztoakışkan bir sistem sunmaktadır.

<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

Sıvıların kontrollü nano ölçekli manipülasyon yüzey ve viskoz kuvvetlerin hakimiyeti nedeniyle son derece zor olduğu bilinmektedir. Megahertz-order yüzey akustik dalga (SAW) cihazları kendi yüzeyinde muazzam ivme üretmek, kadar 108 m / s2, sırayla acoustofluidics tanımlamak için gelmiş gözlenen etkilerin çoğu ndan sorumlu: akustik akış ve akustik radyasyon kuvvetleri. Bu etkiler mikro ölçekte parçacık, hücre ve sıvı manipülasyonu için kullanılmıştır, ancak daha yakın zamanda SAW tamamen farklı bir mekanizma lar kümesi aracılığıyla nano ölçekte benzer fenomenler üretmek için kullanılmıştır. Kontrol edilebilir nano ölçekli sıvı manipülasyonu, fiziksel ve biyolojik uygulamalar için yararlı olan ultra hızlı sıvı pompalama ve biyomakromolekül dinamiklerinde geniş bir fırsat yelpazesi sunar. Burada, bir SAW cihazı ile entegre oda sıcaklığında lityum niyobat (LN) yapıştırma yoluyla nano ölçekli yükseklikte kanal imalatı göstermek. Kuru gravür yoluyla nano yükseklikte kanal imalatı, lityum niyobat üzerine plazma ile aktive bağlanma, sonraki görüntüleme için uygun optik kurulum ve SAW aktüasyonu dahil olmak üzere tüm deneysel süreci tanımlıyoruz. SAW tarafından indüklenen nano ölçekli bir kanalda sıvı kapiller dolgu ve sıvı drenajı için temsili sonuçlar gösteriyoruz. Bu yordam, gelecekteki nanoakışkan uygulamalar için üzerine inşa etmek için yararlı SAW cihazları ile nano ölçekli kanal imalatı ve entegrasyonu için pratik bir protokol sunar.

SAW entegre nanoakışkan cihazların başarılı bir şekilde üretilmesi ve bağlanmasından sonra nano yükseklikteki LN yarıklarda sıvı kapiller dosyalama ve SAW kaynaklı sıvı drenajı gerçekleştiriyoruz. Yüzey akustik dalgaları, IDT'lerin rezonans frekansı olan 40 MHz'de güçlendirilmiş bir sinüzoidal sinyal tarafından çalıştırılan IDT'ler tarafından oluşturulur ve SAW piezoelektrik LN substratı ile nanoslit'e yayılır. SAW ile etkileşim nanoslit sıvının davranışı ters bir mikroskop ku...

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

Biz kalkış fotolitografi, nano-derin reaktif iyon gravür ve oda sıcaklığında plazma ile akustik nanoakışkanlar için lityum niyobat üzerine yüzey akustik dalga aktüasyon cihazlarıentegrasyonu ile nanoheight kanalların imalatı göstermek tek kristal lityum niyobat yüzey aktif çok katmanlı yapıştırma, oksitler lityum niyobat yapıştırma için benzer bir süreç.

Akustik Nanofluidics için Lityum Niyobat ile Yüzey Akustik Dalga Aktüasyon Birleştiren Nanoheight Kanallarıimalatı

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

Protokolümüz, akustik nanoakışkanlar için lityum niyobat yoluyla yüzey akustik dalga aktivasyonunu içeren nano yükseklikteki kanalların ayrıntılı bir üretim yöntemini sunmaktadır. Bu teknik oda sıcaklığında plazma yüzeyi tek kristal lityum niyobat, lityum niyobat veya silikon dioksit ve diğer oksitler yapıştırma için eşit derecede yararlı bir süreç çok katmanlı yapıştırma aktive gerçekleştirmek için kullanılabilir. Nano yükseklikte kanal oluşumunda bağlanma arızası önlemek için temizlik ve plazma yüzeyi aktif süreçler sırasında herhangi bir enkaz ve partiküller kaldırılmalıdır.Bu yöntemin görsel gösterimi, diğer araştırmacılar için protokolün net bir şekilde sunulması ile sonuçlanan tüm üretim sürecini ayrıntılı olarak yakalayabilir. Bir nano-yükseklik kanal maskesi hazırlamak için, bir sputter biriktirme sistemi içine kalkış prosedürleri normal bir fotolitografi olarak tasarlanmış bir desen ile yazılmış bir gofret yerleştirin ve beş kez oda vakum aşağı çekmek 10 negatif altı militorr. Argon 2.5 militorr ve sputter krom 200 watt 18 dakika içinde 400 nanometre kalınlığında kurban maskesi üretmek için akmasına izin verin.İfadenin sonunda, gofretin aseton kabına tamamen batırın ve gofretin orta yoğunlukta 10 dakika sonicate. Sonication sonunda, deiyonize su ile gofret durulayın ve kuru azot akışı ile gofret kuru. Sonra talaş başına bir nano-yarık desen ile tek tek yongaları bölmek için bir doğrama testere kullanın.Nano yükseklikte kanal imal etmek için, reaktif iyon gravür odasına gofret yerleştirin. Lityum niyobat içinde 120 nanometre derinliğinde nano-yarık üretmek için belirtildiği gibi oda parametrelerini ayarlayın. Kanal giriş lerini ve çıkışlarını delmek için, petri kabının altına küçük bir çelik plaka ve tabağa kazınmış çip ilerlemek için çift taraflı bant kullanın.Taliyi tamamen batırmak için kabı suyla doldurun ve matkap presine 0,5 milimetre çapında elmas matkap ucu takın. Daha sonra istenilen giriş ve çıkışları makinelemek için dakikada en az 10.000 dönüş hızında matkap. Krom ıslak gravür gravür için, nano yükseklikteki kanalın hangi tarafta bulunduğunu takip etmek ve krom etchant'daki talaşları sonicate etmek için delinmiş lityum niyobatın düz püre yüzeyini net bir şekilde işaretlemek için elmas uçlu gravür kalemkullanın.Talaşların solvent temizliği için, bir yüzey akustik dalga cihazı ve bir kazıntı nano ölçekli depresyon çipinden oluşan talaş çiftleri yerleştirin ve çiftleri sonication banyosu ile yerleştirilen bir aseton kabına batırın. Aseton sonication iki dakika sonra, bir dakika için metanol cips sonicate. Metanol sonication sonunda, deiyonize su da cips durulayın.Daha sonra, iyi havalandırılan bir başlık bir-üç oranında sülfürik asit hidrojen peroksit ekleyin ve bir Teflon tutucu içine tüm cips yerleştirin. Dikkatle iki sıralı deiyonize su banyolarında cips ve tutucu durulama önce 10 dakika piranha asit kabı içine tutucu yerleştirin. İkinci durulamadan sonra, talaşları kuru nitrojen akışı ile kurulayın ve kirlenmeyi önlemek için numuneleri hemen oksijen plazma aktivasyon ekipmanına yerleştirin.120 watt güç kullanarak 120 standart santimetreküplük oksijen akışına 150 saniye boyunca fiş akışı maruz, plazma ile çip yüzeyleri etkinleştirin. Aktivasyon sonunda, hemen en az iki dakika taze deiyonize su banyosu örnekleri batırın. Talaşları kuru nitrojen akışı ile kuruttuktan sonra, nano yarık yongasını uygun yönde hizalanmış talaşlarla istenilen pozisyonda yüzey akustik dalga cihazı yongasına dikkatlice yerleştirin.Daha sonra ilk depresyondan sonra bağ kuramayan alanlara hafif basınç uygulayarak, bağı başlatmak için merkezinden numuneye bastırmak için cımbız veya benzeri kullanın. Daha sonra, ısıgenliğe rağmen güvenli bir şekilde yük uygulamak için bağlanmış numuneleri yaylı bir kelepçeye yerleştirin ve kenetlenmiş numuneleri oda sıcaklığında fırına yerleştirin. Daha sonra fırın sıcaklığını, otomatik kapanmadan önce iki saatlik bir çalışma süresiyle dakikada maksimum iki santigrat derece rampa hızıyla 300 dereceye ayarlayın.Tamamlanmış nano yarıktaki sıvı hareketini gözlemlemek için, nano yarık yongasını ters bir mikroskoba yerleştirin ve fişi optik yoldaki doğrusal polarize filtreden geçirerek lityum niyobatta iki katına çıkan birefringence tabanlı görüntüyü uygun şekilde engelleyin. Sonra girişe ultra saf deiyonize su ekleyin ve sıvı ilerlemesini görüntü. Yüzey akustik dalga aktüasyonu için, yansıyan akustik dalgaları önlemek için yüzey akustik dalga cihazının uçlarına emiciler takın ve bir sinyal jeneratörünün rezonans frekansını yaklaşık 40 megahertz'e ayarlayın.Sinyali yükseltmek için bir amplifikatör kullanın ve cihaza uygulanan gerçek voltajı, akımı ve gücü ölçmek için bir osiloskop kullanın. Daha sonra interdigital transdüser bir sinüzoidal elektrik alanı uygulayın ve nano-yarık içinde aktüasyon sırasında sıvı hareketi kaydedin. Bu görüntülerde, ultrasaf deiyonize suyun 100 nanometre boyunda 400 mikrometre genişliğinde ve 100 nanometre boyunda 40 mikrometre genişliğinde bir kanala kapital dolgusu gösterilmiştir.Kılcal kuvvetler, girişten geçen ultra saf su damlası ile tüm nano yarıkların sıvı dolgusunu çeker ve dolgu daha büyük kılcal kuvveti sayesinde dar kanal içinde daha hızlı bir şekilde meydana geldi. Bu deneyde, 100 nanometre yükseklikteki yarıktaki su, yüzeyakustik dalga cihazının ortasında maksimum akustik enerjiyi gösteren, ortasındaki maksimum uzunlukta bir su-hava arabirimi göstermek için boşaltıldı. Akustik basıncı görünür bir drenaj fenomenini yönlendirmek için kılcal basınçtan daha büyük olmaya zorlamak için yaklaşık bir watt'lık bir eşik uygulama gücü gereklidir.Mikro ölçekli partikül kontaminasyonunu önlemek için çoğu üretim işlemi temiz bir odada yapılmalıdır ve nano yarık tıkanmasını önlemek için dolgu için kullanılan sıvı ultra saf olmalıdır. Yaklaşımımız nano ölçekte çeşitli fiziksel sorunların ve biyolojik uygulamaların araştırılması için bir nano-akustik akışkan sistemi sunmaktadır.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Akustik Damlacık buharlaşması ve Bubble-gelişmiş Ultrason aracılı Ablasyon için dar Boyut Dağılımları ile Faz-shift Nanoemulsions sentezi

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

Lityum Pil Uygulamaları için solid-state Greft Kopolimer Elektrolit

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

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

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

Silikon Doğrudan Gofret Yapıştırma ile Tek tip Nano ölçekli Boşlukların İmalatı

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

Optik Doyurulabilen Geçişler aracılığıyla Desenlendirme - İmalat ve Karakterizasyonu

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

Tam Set Malzeme sabitleri Karakterizasyonu ve rezonans Ultrason Spektroskopisi kullanarak Piezoelektrik Malzemelerin Onların Sıcaklık Bağımlılığı

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

Plazmatronun ablatif Malzeme Test sırasında Emisyon Spektroskopik Sınır Tabaka İncelenmesi

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

Serbest biçimli Işık Aktüatörler - Mikroskobik Ölçeğinde imalat ve çalıştırma Kontrolü

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

Fabrikasyon ve Acoustofluidic Cihazlarının Çalışma Parçacıkların yoğunlaşırken Sheathless için Toplu Akustik Daimi Dalgalar desteklenmesi

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 tabanlı katı hal lityum-iyon Nanobatteries in Situ test etmek için odaklı iyon kiriş imalatı

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