Name: fabrication of surface acoustic wave devices on lithium niobate
Uploaded: 2020-06-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Surface Acoustic Wave Devices on Lithium Niobate at JoVE.com

De auteurs zijn dankbaar voor de Universiteit van Californië en de NANO3 faciliteit aan de UC San Diego voor de levering van fondsen en faciliteiten ter ondersteuning van dit werk. Dit werk werd gedeeltelijk uitgevoerd bij de San Diego Nanotechnology Infrastructure (SDNI) van UCSD, een lid van de National Nanotechnology Coordinated Infrastructure, die wordt ondersteund door de National Science Foundation (Grant ECCS-1542148). Het hier gepresenteerde werk werd royaal ondersteund door een onderzoekssubsidie van de W.M. Keck Foundation. De auteurs zijn ook dankbaar voor de steun van dit werk door het Office of Naval Research (via Grant 12368098).

1. ZAAG-inrichtingfabricage via de lift-off methode
<ol><li>Voer wafer oplosmiddelreiniging uit in een klasse 100 clean room faciliteit door de 4" (101,6 mm) LN wafer onder te dompelen in aceton, gevolgd door isopropylalcohol (IPA), vervolgens gedeïoniseerd water (DI water), elk in een sonicatiebad gedurende 5 min. Pak de wafer op en blaas het oppervlak droog met stikstof (N2) gasstroom om het resterende DI-water uit de wafer te verwijderen. LET OP: Voer de aceton en IPA onderdompees uit in een rookkap. ...

<ol>
	<li>Ding, 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=Standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)+based+multichannel+cell+sorting.">Standing surface acoustic wave (SSAW) based multichannel cell sorting.</a> Lab on a Chip. 12 (21), 4228-4231 (2012).</li><li>Langelier, S. M., Yeo, L. Y., Friend, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UV+epoxy+bonding+for+enhanced+SAW+transmission+and+microscale+acoustofluidic+integration.">UV epoxy bonding for enhanced SAW transmission and microscale acoustofluidic integration.</a> Lab on a Chip. 12 (16), 2970-2976 (2012).</li><li>Rezk, A. R., Qi, A., Friend, J. R., Li, W. H., 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=Uniform+mixing+in+paper-based+microfluidic+systems+using+surface+acoustic+waves.">Uniform mixing in paper-based microfluidic systems using surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 12 (4), 773-779 (2012).</li><li>Schmid, L., Weitz, D. A., Franke, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sorting+drops+and+cells+with+acoustics:+acoustic+microfluidic+fluorescence-activated+cell+sorter.">Sorting drops and cells with acoustics: acoustic microfluidic fluorescence-activated cell sorter.</a> Lab on a Chip. 14 (19), 3710-3718 (2014).</li><li>Schmid, L., Wixforth, A., Weitz, D. A., Franke, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+surface+acoustic+wave+(SAW)-driven+closed+PDMS+flow+chamber.">Novel surface acoustic wave (SAW)-driven closed PDMS flow chamber.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 12 (1-4), 229-235 (2012).</li><li>Shi, J., Mao, X., Ahmed, D., Colletti, A., Huang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focusing+microparticles+in+a+microfluidic+channel+with+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW).">Focusing microparticles in a microfluidic channel with standing surface acoustic waves (SSAW).</a> Lab on a Chip. 8 (2), 221-223 (2008).</li><li>Friend, J., 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=Microscale+acoustofluidics:+Microfluidics+driven+via+acoustics+and+ultrasonics.">Microscale acoustofluidics: Microfluidics driven via acoustics and ultrasonics.</a> Reviews of Modern Physics. 83 (2), 647 (2011).</li><li>Ding, 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=Surface+acoustic+wave+microfluidics.">Surface acoustic wave microfluidics.</a> Lab on a Chip. 13 (18), 3626-3649 (2013).</li><li>Destgeer, G., Sung, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+microfluidic+actuation+and+micro-object+manipulation+via+surface+acoustic+waves.">Recent advances in microfluidic actuation and micro-object manipulation via surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 15 (13), 2722-2738 (2015).</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>White, R. M., Voltmer, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+piezoelectric+coupling+to+surface+elastic+waves.">Direct piezoelectric coupling to surface elastic waves.</a> Applied Physics Letters. 7 (12), 314-316 (1965).</li><li>Smith, H. I., Bachner, F. J., Efremow, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+High-Yield+Photolithographic+Technique+for+Surface+Wave+Devices.">A High-Yield Photolithographic Technique for Surface Wave Devices.</a> Journal of the Electrochemical Society. 118 (5), 821-825 (1971).</li><li>Bahr, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+techniques+for+surface-acoustic-wave+devices.">Fabrication techniques for surface-acoustic-wave devices.</a> Proc. Int. Specialists Seminar on Component Performance and Systems Applications of Surface Acoustic Wave Devices. , (1973).</li><li>Smith, H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+techniques+for+surface-acoustic-wave+and+thin-film+optical+devices.">Fabrication techniques for surface-acoustic-wave and thin-film optical devices.</a> Proceedings of the IEEE. 62 (10), 1361-1387 (1974).</li><li>Wilke, N., Mulcahy, A., Ye, S. R., Morrissey, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+optimization+and+characterization+of+silicon+microneedles+fabricated+by+wet+etch+technology.">Process optimization and characterization of silicon microneedles fabricated by wet etch technology.</a> Microelectronics Journal. 36 (7), 650-656 (2005).</li><li>Madou, 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=.">.</a> Fundamentals of microfabrication: the science of miniaturization. , (2002).</li><li>K&#246;hler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Etching in Microsystem Technology. , (1999).</li><li>Brodie, I., Muray, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The physics of micro/nano-fabrication. , (2013).</li><li>Dentry, M. B., Yeo, L. Y., 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=Frequency+effects+on+the+scale+and+behavior+of+acoustic+streaming.">Frequency effects on the scale and behavior of acoustic streaming.</a> Physical Review E. 89 (1), 013203 (2014).</li><li>Morgan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Surface acoustic wave filters: With applications to electronic communications and signal processing. , (2010).</li><li>Pekarcikova, 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=Investigation+of+high+power+effects+on+Ti/Al+and+Ta-Si-N/Cu/Ta-Si-N+electrodes+for+SAW+devices.">Investigation of high power effects on Ti/Al and Ta-Si-N/Cu/Ta-Si-N electrodes for SAW devices.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 52 (5), 911-917 (2005).</li></ol>

SAW-apparaten vervaardigd van beide methoden zijn in staat het genereren van nuttige reizen golven op het oppervlak, en deze methoden ondersteunen meer complexe processen om andere ontwerpen te produceren. De resonerende frequentie is meestal een beetje lager dan de ontworpen waarde, als gevolg van de massa belasting effect van het metaal afgezet op de top. Er zijn echter nog enkele punten die het waard zijn om te bespreken om problemen te voorkomen.
Lift-off methode De keu...

Vertrouwend op het bekende omgekeerde piëzo-elektrische effect, waarbij de atoomdipools een stam creëren die overeenkomt met de toepassing van een elektrisch veld, kunnen piëzo-elektrische kristallen zoals lithium niobate LiNbO3 (LN), lithium-tantaliet LiTaO3 (LT), worden gebruikt als elektromechanische transducers om SAW voor microschaaltoepassingen te genereren1,,2,,3,4,5,6. Door het genereren van verplaatsingen tot 1 nm op 10-1000 MHz, overwint SAW-aangedreven trillingen de typische obstakels van traditionele echografie: kleine acceleratie, grote golflengten en grote apparaatgrootte. Het onderzoek naar het manipuleren van vloeistoffen en zwevende deeltjes is onlangs versneld, met een groot aantal recente en toegankelijke beoordelingen7,8,9,10.
Fabricage van SAW-geïntegreerde microfluidic apparaten vereist fabricage van de elektroden-de interdigitale transducer (IDT)11-op de piëzo-elektrische substraat om de SAW te genereren. De kam-vorm vingers creëren compressie en spanning in het substraat wanneer aangesloten op een afwisselende elektrische ingang. De fabricage van SAW-apparaten is gepresenteerd in vele publicaties, of het nu gaat om het gebruik van lift-off ultraviolette fotolithografie naast metalen sputter of natte etprocessen10. Echter, het gebrek aan kennis en vaardigheden in het fabriceren van deze apparaten is een belangrijke barrière voor toegang tot acoustofluidics door vele onderzoeksgroepen, zelfs vandaag de dag. Voor de lift-off techniek12,13,14, een offerlaag (fotoresist) met een omgekeerd patroon wordt gemaakt op een oppervlak, zodat wanneer het doelmateriaal (metaal) wordt afgezet op de gehele wafer, kan het substraat te bereiken in de gewenste regio's, gevolgd door een "lift-off" stap om de resterende fotoistres te verwijderen. Daarentegen wordt in het natte etsproces15,16,,17,18het metaal eerst op de wafer afgezet en vervolgens wordt fotoresist gemaakt met een direct patroon op het metaal, om het gewenste gebied te beschermen tegen "etsen" weg door een metaal etchant.,
In een meest gebruikt ontwerp, de rechte IDT, wordt de golflengte van de resonerende frequentie van het SAW-apparaat gedefinieerd door de periodiciteit van de vingerparen, waarbij de vingerbreedte en de afstand tussen de vingers beide <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61013/61013eq2.jpg"> /419zijn. Om de elektrische stroomtransmissie-efficiëntie en het massabelastingseffect op het substraat in evenwicht te brengen, wordt de dikte van het metaal dat op het piëzo-elektrisch materiaal wordt afgezet, geoptimaliseerd om ongeveer 1% van de SAW-golflengte20te zijn. Gelokaliseerde verwarming van Ohmic verliezen21, mogelijk inducerende voortijdige vingeruitval, kan optreden als onvoldoende metaal wordt afgezet. Aan de andere kant kan een te dikke metalen film leiden tot een vermindering van de resonerende frequentie van de IDT als gevolg van een massabelasting effect en kan eventueel onbedoelde akoestische holtes te creëren van de IDT's, het isoleren van de akoestische golven die ze genereren uit het omringende substraat. Als gevolg hiervan variëren de gekozen fotoresisten- en UV-belichtingsparameters in de lift-offtechniek, afhankelijk van verschillende ontwerpen van SAW-apparaten, met name frequentie. Hier beschrijven we in detail het lift-off proces om een 100 MHz SAW-genererende apparaat te produceren op een dubbelzijdige gepolijste 0,5 mm dikke 128° Y-rotated cut LN wafer, evenals het natte etsproces om het 100 MHz-apparaat van identiek ontwerp te fabriceren. Onze aanpak biedt een microfluïdisch systeem dat onderzoek mogelijk maakt van een verscheidenheid aan fysieke problemen en biologische toepassingen.

<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>Chromium etchant</td>
			<td>Transene Company, INC, Danvers, MA, USA</td>
			<td>1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>Futurrex, NJ, USA</td>
			<td>RD6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>EMD Performance Materials Corp., Philidaphia, PA, USA</td>
			<td>AZ300MIF</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>Gold etchant</td>
			<td>Transene Company, INC, Danvers, MA, USA</td>
			<td>Type TFA</td>
			<td></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>Laser Doppler vibrometer (LDV)</td>
			<td>Polytec, Waldbronn, Germany</td>
			<td>UHF-120</td>
			<td>4&#8221; double-side polished 0.5 mm thick 128&#176;Y-rotated cut lithium niobate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium niobate substrate</td>
			<td>PMOptics, Burlington, MA, USA</td>
			<td>PWLN-431232</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Heidelberg Instruments, Heidelberg, Germany</td>
			<td>MLA150</td>
			<td>Fabrication process is performed in it.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nano3 cleanroom facility</td>
			<td>UCSD, La Jolla, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td></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>Positive photoresist</td>
			<td></td>
			<td>AZ1512</td>
			<td>Denton Discovery 18 Sputter System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Signal generator</td>
			<td>NF Corporation, Yokohama, Japan</td>
			<td>WF1967 multifunction generator</td>
			<td>Wafer Dipper 4&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter deposition</td>
			<td>Denton Vacuum, NJ, USA</td>
			<td>Denton 18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon wafer dipper</td>
			<td>ShapeMaster, Ogden, IL, USA</td>
			<td>SM4WD1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of surface acoustic wave devices on lithium niobate

Manipulatie van vloeistoffen en deeltjes door akoestische actuatie op kleine schaal helpt de snelle groei van lab-on-a-chip toepassingen. Megahertz-order oppervlak akoestische golf (SAW) apparaten genereren enorme versnellingen op hun oppervlak, tot 108 m /s2, op zijn beurt verantwoordelijk voor veel van de waargenomen effecten die zijn gekomen om acoustofluidics te definiëren: akoestische streaming en akoestische stralingskrachten. Deze effecten zijn gebruikt voor deeltjes-, cel- en vloeistofbehandeling op microschaal en zelfs op nanoschaal. In dit artikel tonen we expliciet twee belangrijke fabricagemethoden van SAW-apparaten op lithium niobate: de details van lift-off en natte ettechnieken worden stap voor stap beschreven. Representatieve resultaten voor het elektrodepatroon dat op het substraat wordt afgezet, evenals de prestaties van saw die op het oppervlak wordt gegenereerd, worden in detail weergegeven. Fabricage trucs en het oplossen van problemen zijn ook gedekt. Deze procedure biedt een praktisch protocol voor hoge frequentie SAW-apparaat fabricage en integratie voor toekomstige microfluidics toepassingen.

De te meten IDT is ontworpen om een resonerende frequentie op 100 MHz te hebben, omdat de vingerbreedte en de afstand ertussen 10 μm zijn, waardoor een golflengte van 40 μm ontstaat. Figuur 1 toont het SAW-apparaat en IDT dat met deze methode is vervaardigd.
Met behulp van een oscillerend elektrisch signaal dat overeenkomt met de resonerende frequentie van de IDT, kan SAW over het oppervlak van het piëzo-elektrische materiaal worden gegenereerd. De LDV meet de trilling via ...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Surface Acoustic Wave Devices on Lithium Niobate at JoVE.com

Fabrication of Surface Acoustic Wave Devices on Lithium Niobate

Twee fabricagetechnieken, lift-off en natte etsen, worden beschreven in de productie van interdigitale elektrodetransducers op een piëzo-elektrisch substraat, lithium niobate, op grote schaal gebruikt om oppervlakte akoestische golven te genereren nu vinden breed nut in micro-tot nanoschaal vloeistof. De geproduceerde elektroden worden getoond om megahertz te veroorzaken om Rayleigh oppervlakte akoestische golven te bestellen.

Fabricage van Surface Acoustic Wave-apparaten op lithium niobate

Manipulation of fluids and particles by acoustic actuation at small scale is aiding the rapid growth of lab-on-a-chip applications. Megahertz-order ...

Ons protocol toont de details van het fabriceren van typische oppervlakte akoestische golf apparaten op piëzo-elektrische substraten vooral waardevol voor mensen die dit ontluikende veld willen betreden. Het houden van vuil uit de buurt van het oppervlak tijdens het schoonmaken is van cruciaal belang in het proces van fabricage. Om de wafer voor te breken, plaats deze gedurende drie minuten op een kookplaat bij 100 graden Celsius.Verplaats de wafer vervolgens naar aluminiumfolie. Plaats de wafer op een spin coater. Met behulp van een druppelaar, plaats negatieve fotoresist op de wafer die ongeveer 75% van de wafer oppervlak.Om een fotoresistische dikte van ongeveer 1,3 micrometer te produceren, voert u het volgende programma uit op de spincoater:500 rpm met een acceleratie van 3,000 tpm per seconde gedurende vijf seconden, gevolgd door 3, 500 rpm met een acceleratie van 3.000 rpm per seconde gedurende 40 seconden. Bak de wafer door het op een kookplaat te plaatsen op 100 graden Celsius. Verhoog de kookplaattemperatuur tot 150 graden Celsius en houd die temperatuur één minuut vast.Verplaats vervolgens de wafer van de kookplaat en laat de wafer afkoelen in de lucht tot kamertemperatuur. Plaats de wafer niet direct op de kookplaat bij 150 graden Celsius. Laat het water afkoelen in de lucht na het verwarmen.Om de fotoresist bloot te stellen aan ultraviolette energie, breng de wafer over op de masker aligner. Met de masker aligner ingesteld om licht te leveren op 375 nanometer, bloot de fotoresist aan een energie dosis van 400 millijoule per vierkante centimeter. Om de wafer te bakken, plaats deze op een kookplaat op 100 graden Celsius.Breng de wafer na drie minuten over op aluminiumfolie waar deze afkoelt tot kamertemperatuur. Plaats de wafer in een beker gevuld met pure RD6 ontwikkelaar. Laat de wafer 15 seconden onderdompelen terwijl u zachtjes de beker schudt.Verwijder de wafer van de ontwikkelaar en dompel het onder in gedeïemiseerd water voor een minuut. Spoel vervolgens de wafer onder gedeïioneerde waterstroom. Gebruik ten slotte droge stikstofstroom om het resterende water uit de wafer te verwijderen.Bak het water opnieuw op 100 graden Celsius. Breng de wafer na drie minuten over op aluminiumfolie waar deze afkoelt tot kamertemperatuur. Plaats de wafer in een sputter depositie systeem en evacueer de kamer tot een druk van vijf keer 10 tot de negatieve zes millitorr.Vervolgens stroom argon op 2,5 millitorr. Dan sputteren chroom met een vermogen van 200 watt voor vijf nanometer als een hechting laag. Om de geleidende elektroden te vormen, deponeert aluminium op 400 nanometer en een vermogen van 300 watt.Breng de wafer naar een beker en dompel het onder in aceton. Soniceer de beker op gemiddelde intensiteit gedurende vijf minuten. Spoel de wafer af met gedeïioneerd water en droog de wafer af met stikstofstroom.Plaats de wafer drie minuten lang op een kookplaat op 100 graden Celsius. Breng het vervolgens over op een stuk aluminiumfolie en wacht tot het afkoelt tot kamertemperatuur. Plaats de wafer in een sputter depositie systeem en evacueer de kamer tot een druk van vijf keer 10 tot de negatieve zes millitorr.Stroom argon op 2,5 millitorr en vervolgens sputteren chroom met een vermogen van 200 watt voor vijf nanometer als een hechtingslaag. Vorm vervolgens de geleidende elektroden door goud sputteren voor 400 nanometer bij een vermogen van 300 watt. Plaats de wafer op een spin coater.Met behulp van een druppelaar, deponeren positieve fotoresist op de wafer die ongeveer 75% van de wafer oppervlak. Om een fotoresistische dikte van ongeveer 1,2 micrometer te produceren, voert u het volgende programma uit op de spincoater:500 rpm met een acceleratie van 3,000 tpm per seconde gedurende 10 seconden, gevolgd door 4.000 tpm met een acceleratie van 3.000 tpm per seconde gedurende 30 seconden. Plaats vervolgens de wafer op een kookplaat op 100 graden Celsius.Breng de wafer na een minuut over op aluminiumfolie waar deze afkoelt tot kamertemperatuur. Breng de wafer over op de masker aligner. Met de masker aligner ingesteld om licht te leveren op 375 nanometer, bloot de fotoresist aan een energie dosis van 150 millijoule per vierkante centimeter.Plaats de wafer in een beker gevuld met pure AZ300MIF ontwikkelaar. Laat de wafer 300 seconden zachtjes in het bekerglas schudden. Verwijder de wafer van de ontwikkelaar en dompel het gedeïniseerd water voor een minuut onder.Spoel vervolgens de wafer onder gedeïsized stroom. Gebruik ten slotte droge stikstofstroom om het resterende water uit de wafer te verwijderen. Vervolgens dompel de wafer in goud etchant voor 90 seconden, zachtjes schudden de beker.Na het spoelen van de wafer onder gedeïioneerde waterstroom, gebruik droge stikstofstroom om de resterende gedeïeëniseerde water te verwijderen uit de wafer. Afgezien van de aceton, fotoresist, en ontwikkelaar, de meest gevaarlijke reagentia zijn de metalen acties die een hoger niveau bescherming, zoals neopreen handschoenen en een schort vereisen. Tot slot, dompel de wafer in chroom etchant gedurende 20 seconden, zachtjes schudden de beker.Spoel de wafer onder gedeïioneerde waterstroom. En nogmaals, gebruik droge stikstofstroom om het resterende water te verwijderen. IDT's werden vervaardigd met behulp van de beschreven methoden.De afstand tussen de vingers en de vingers zelf zijn allemaal 10 micrometer breed, wat resulteert in een golflengte van 40 micrometer. Een sinusoïdaal signaal werd toegepast op de IDT en een laser Doppler vibrometer werd gebruikt om de amplitude en frequentie van het resulterende oppervlak akoestische golf te meten. De resonantiefrequentie bleek 96.5844 megahertz te zijn, iets lager dan de ontwerpfrequentie van 100 megahertz.Een perceel van de trilling op het substraatoppervlak toont een oppervlakte akoestische golf die zich van de IDTs voortplant. Op basis van de verhouding tussen de maximale amplitude en de minimale amplitude werd de staande golfverhouding berekend op 2,06. De beweging van een sessile druppel die door het ZAAGapparaat wordt ingericht werd aangetoond.Een waterdruppel van 0,2 microliter werd gepipeteerd op lithium niobate ongeveer een millimeter afstand van de IDT. Wanneer een SAW zich voortplant en de druppel tegenkomt, lekt deze in de vloeistof onder de Rayleigh-hoek. De straalhoek bevestigt de aanwezigheid van een akoestische golf aan het oppervlak.Deze technieken kunnen worden gebruikt voor de fabricage van megahertz of het oppervlak akoestische golf apparaten. Het proces moet worden aangepast als een hogere frequentie akoestische golf actuatoren nodig zijn. Dit protocol biedt twee betrouwbare methoden voor de voorbereiding van hoogfrequente oppervlakte akoestische golf apparaten die worden gebruikt voor micro-tot nanoschaal acoustofluidics onderzoek.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Engineering

Unit 1

Waves

SCIENTISTS IN ACTION

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

Fabricage, bediening en Flow Visualization in Surface-akoestische-wave-driven Acoustic-tegenstroom 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 Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Fabricage van Gate-afstembare Grafeen Inrichtingen voor Scanning Tunneling Microscopy Studies met Coulomb Verontreinigingen

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

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

Fabricage en werking van Acoustofluidic Devices Ondersteunend Bulk Acoustic Staande golven voor Sheathless scherpstellen van Deeltjes

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

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

Fabricage van Fully Solution Verwerkte Anorganische Nanocrystal Fotovoltaïsche apparaten

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Oplosmiddel Bonding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

Experimentele implementatie van een nieuwe methode van de samengestelde Fabrication: bloot blote vezels op het samengestelde oppervlak door de zachte laag-methode

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

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

Gerichte Ion Beam fabricage van LiPON gebaseerde Solid-state Lithium-ion Nanobatteries voor het testen van In Situ

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

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Stroom-bijgewoonde diëlektroforese: Een Low-Cost methode voor de fabricage van hoogwaardige oplossing-verwerkbaar Nanowire apparaten

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Luchtdruk fabricage van grote en middelgrote enkellaags rechthoekig SnSe vlokken

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Fabricage van flexibele beeldsensor op basis van laterale NIPIN fototransistoren

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...