Name: metal-assisted electrochemical nanoimprinting of porous and solid silicon wafers
Uploaded: 2022-02-08T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Metal-Assisted Electrochemical Nanoimprinting of Porous and Solid Silicon Wafers at JoVE.com

אנו מודים לד"ר קנג הסו (אוניברסיטת לואיוויל) לתובנות לגבי עבודה זו; מעבדת פרדריק סייץ של אוניברסיטת אילינוי, ולזכרונו, חבר הסגל סקוט מקלארן; מרכז לירוי איירינג למדעי המדינה המוצקה באוניברסיטת אריזונה; וקרן המדע אריזונה תחת פרס חוקרי ביס גרוב.

אזהרה: השתמש בשיטות בטיחות מתאימות ובציוד מגן אישי (לדוגמה, חלוק מעבדה, כפפות, משקפי בטיחות, נעלי בוהן סגורות). הליך זה משתמש בחומצת HF (48% wt) שהיא חומר כימי מסוכן ביותר ודורש ציוד מגן אישי נוסף (כלומר, מגן פנים, סינר גומי טבעי וזוג שני של כפפות ניטריל המכסות את היד, פרקי כף היד והאמות).
<p class="jove_...

<ol>
	<li>Ning, H., 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=Transfer-Printing+of+Tunable+Porous+Silicon+Microcavities+with+Embedded+Emitters.">Transfer-Printing of Tunable Porous Silicon Microcavities with Embedded Emitters.</a> ACS Photonics. 1 (11), 1144-1150 (2014).</li><li>Hirschman, K. D., Tsybeskov, L., Duttagupta, S. P., Fauchet, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon-based+light+emitting+devices+integrated+into+microelectronic+circuits.">Silicon-based light emitting devices integrated into microelectronic circuits.</a> Nature. 384, 338-341 (1996).</li><li>Cho, J., 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=Nanoscale+Origami+for+3D+Optics.">Nanoscale Origami for 3D Optics.</a> Small. 7 (14), 1943-1948 (2011).</li><li>Azeredo, B. 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=Silicon+nanowires+with+controlled+sidewall+profile+and+roughness+fabricated+by+thin-film+dewetting+and+metal-assisted+chemical+etching.">Silicon nanowires with controlled sidewall profile and roughness fabricated by thin-film dewetting and metal-assisted chemical etching.</a> Nanotechnology. 24 (22), 225305-225312 (2013).</li><li>Lin, C., Tsai, M., Wei, W., Lai, K., He, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Packaging+Glass+with+a+Hierarchically+Nanostructured+Surface:+a+universal+method+to+achieve+selfcleaning+omnidirectional+solar+cells.">Packaging Glass with a Hierarchically Nanostructured Surface: a universal method to achieve selfcleaning omnidirectional solar cells.</a> ACS Nano. 10 (1), 549-555 (2016).</li><li>Park, K. C., 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=Nanotextured+Silica+Surfaces+with+Robust+Superhydrophobicity+and+Omnidirectional+Broadband+Supertransmissivity.">Nanotextured Silica Surfaces with Robust Superhydrophobicity and Omnidirectional Broadband Supertransmissivity.</a> ACS Nano. 6 (5), 3789-3799 (2012).</li><li>Kim, J., Joy, D. C., Lee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+resist+thickness+and+etch+depth+for+fabrication+of+3D+structures+in+electron-beam+grayscale+lithography.">Controlling resist thickness and etch depth for fabrication of 3D structures in electron-beam grayscale lithography.</a> Microelectronics Engineering. 84 (12), 2859-2864 (2007).</li><li>Deng, S., Zhang, Y., Jiang, S., Lu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+three-dimensional+silicon+structure+with+smooth+curved+surfaces.">Fabrication of three-dimensional silicon structure with smooth curved surfaces.</a> Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS. 15 (3), 0345031-0345036 (2016).</li><li>Azeredo, B. P., Lin, Y., Avagyan, A., Sivaguru, M., Hsu, 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+Imprinting+of+Porous+Silicon+via+Metal-Assisted+Chemical+Etching.">Direct Imprinting of Porous Silicon via Metal-Assisted Chemical Etching.</a> Advanced Functional Materials. 26 (17), 2929-2939 (2016).</li><li>Azeredo, B., Hsu, K., Ferreira, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Electrochemical+Imprinting+of+Sinusoidal+Linear+Gratings+into+Silicon.">Direct Electrochemical Imprinting of Sinusoidal Linear Gratings into Silicon.</a> The American Society of Mechanical Engineers - International Manufacturing Science and Engineering Conference. , 1-6 (2016).</li><li>Li, H., Niu, J., Wang, G., Wang, E., Xie, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Production+of+Silicon+Nanostructures+with+Electrochemical+Nanoimprinting.">Direct Production of Silicon Nanostructures with Electrochemical Nanoimprinting.</a> ACS Applied Electronic Materials. 1 (7), 1070-1075 (2019).</li><li>Kim, K., Ki, B., Choi, K., Lee, S., Oh, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resist-Free+Direct+Stamp+Imprinting+of+GaAs+via+Metal-Assisted+Chemical+Etching.">Resist-Free Direct Stamp Imprinting of GaAs via Metal-Assisted Chemical Etching.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 11 (14), 13574-13580 (2019).</li><li>Zhang, J., 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=Contact+electrification+induced+interfacial+reactions+and+direct+electrochemical+nanoimprint+lithography+in+n-type+gallium+arsenate+wafer.">Contact electrification induced interfacial reactions and direct electrochemical nanoimprint lithography in n-type gallium arsenate wafer.</a> Chemical Science. 8, 2407-2412 (2017).</li><li>Zhan, D., 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=Electrochemical+micro/nano-machining:+principles+and+practices.">Electrochemical micro/nano-machining: principles and practices.</a> Chemical Society Reviews. 46 (5), 1526-1544 (2017).</li><li>Li, X., Bohn, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-assisted+chemical+etching+in+HF+/+H2O2+produces+porous+silicon.">Metal-assisted chemical etching in HF / H2O2 produces porous silicon.</a> Applied Physics Letters. 77 (16), 2572-2574 (2000).</li><li>Chartier, C., Bastide, S., Levy-Clement, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-assisted+chemical+etching+of+silicon+in+HF+-+H2O2.">Metal-assisted chemical etching of silicon in HF - H2O2.</a> Electrochimica Acta. 53, 5509-5516 (2008).</li><li>Chattopadhyay, S., Li, X., Bohn, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-plane+control+of+morphology+and+tunable+photoluminescence+in+porous+silicon+produced+by+metal-assisted+electroless+chemical+etching.">In-plane control of morphology and tunable photoluminescence in porous silicon produced by metal-assisted electroless chemical etching.</a> Journal of Applied Physics. 91 (9), 6134-6140 (2002).</li><li>Torralba, E., 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=3D+patterning+of+silicon+by+contact+etching+with+anodically+biased+nanoporous+gold+electrodes.">3D patterning of silicon by contact etching with anodically biased nanoporous gold electrodes.</a> Electrochemistry Communications. 76, 79-82 (2017).</li><li>Bastide, 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=3D+Patterning+of+Si+by+Contact+Etching+With+Nanoporous+Metals.">3D Patterning of Si by Contact Etching With Nanoporous Metals.</a> Frontiers in Chemistry. 7, 1-13 (2019).</li><li>Sharstniou, A., Niauzorau, S., Ferreira, P. M., Azeredo, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+nanoimprinting+of+silicon.">Electrochemical nanoimprinting of silicon.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (21), 10264-10269 (2019).</li><li>Niauzorau, S., Ferreira, P., Azeredo, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Porous+Noble+Metal+Films+with+Tunable+Porosity+by+Timed+Dealloying.">Synthesis of Porous Noble Metal Films with Tunable Porosity by Timed Dealloying.</a> The American Society of Mechanical Engineers - International Manufacturing Science and Engineering Conference. , 1-4 (2018).</li><li>Geyer, N., 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=Model+for+the+Mass+Transport+During+Metal-Assisted+Chemical+Etching+with+Contiguous+Metal+Films+As+Catalysts.">Model for the Mass Transport During Metal-Assisted Chemical Etching with Contiguous Metal Films As Catalysts.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 116 (24), 13446-13451 (2012).</li><li>Li, L., Liu, Y., Zhao, X., Lin, Z., Wong, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniform+Vertical+Trench+Etching+on+Silicon+with+High+Aspect+Ratio+by+Metal-Assisted+Chemical+Etching+Using+Nanoporous+Catalysts.">Uniform Vertical Trench Etching on Silicon with High Aspect Ratio by Metal-Assisted Chemical Etching Using Nanoporous Catalysts.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 6 (1), 575-584 (2014).</li></ol>

בולי Mac-Imprint ושבבי Si משוטרים מראש (סוג p, [100] אוריינטציה, 1-10 Ohm∙cm) הוכנו על פי סעיפים 1 ו -2 של הפרוטוקול, בהתאמה. ה-Mac-Imprint של שבב Si משוטח מראש עם בולים המכילים דפוסים היררכיים תלת-ממדיים בוצעה על פי סעיף 3 של הפרוטוקול (איור 9). כפי שניתן לראות באיור 9a, תצורו...

דפוסי מיקרו-קנה מידה תלת-ממדיים וטקסטורציה של מוליכים למחצה מאפשרים יישומים רבים בתחומים שונים, כגון optoelectronics1,2, פוטוניקה3, משטחים אנטי-רפלקסיביים4, משטחים הידרופוביים סופר, ומשטחי ניקוי עצמי 5,6 בין היתר. אב טיפוס והפקת מסה של דפוסים תלת-ממדיים והיררכיים הושג בהצלחה עבור סרטים פולימריים על ידי ליטוגרפיה רכה וליטוגרפיה ננו-הדפסה עם רזולוציה של תת-20 ננומטר. עם זאת, העברת דפוסים פולימריים תלת-ממדיים כאלה לתוך Si דורשת סלקטיביות תחריט של תבנית מסכה במהלך תחריט יון תגובתי ובכך מגבילה את יחס הגובה-רוחב, וגורמת לעיוותי צורה וחספוס פני השטח עקב אפקטים שוליים7,8.
שיטה חדשה בשם Mac-Imprint הושגה עבור דפוס מקביל וישיר של נקבובי9 מוצק Si ופלים10,11, כמו גם ופלים GaAs מוצק12,13,14. Mac-Imprint היא טכניקת תחריט רטובה המבוססת על מגע הדורשת מגע בין מצע לבין חותמת מצופה מתכת אצילית בעלת תכונות תלת-ממדיות בנוכחות תמיסת תחריט (ES) המורכבת מ- HF ומחמצן (למשל, H2O2 במקרה של Si Mac-Imprint). במהלך החריטה, שתי תגובות מתרחשות בו זמנית 15,16: תגובה קתודית (כלומר, הפחתת H2O2 במתכת האצילית, שבמהלכה נוצרים נשאי מטען חיובי [חורים] ולאחר מכן מוזרקים ל- Si17) ותגובה אנודית (כלומר, פירוק Si, שבמהלכו החורים נצרכים). לאחר זמן מספיק במגע, תכונות התלת-ממד של החותמת חקוקות בופל Si. ל-Mac-Imprint יתרונות רבים על פני שיטות ליטוגרפיות קונבנציונליות, כגון תפוקה גבוהה, תאימות לפלטפורמות רול-לצלחת ו-Roll-to-roll, אמורפיות, מונו-פוליקריסטליניות Si ו-III-V מוליכים למחצה. ניתן לעשות שימוש חוזר בבולים של Mac-Imprint מספר פעמים. בנוסף, השיטה יכולה לספק רזולוציית תחריט תת-20 ננומטר התואמת לשיטות כתיבה ישירה עכשוויות.
המפתח להשגת הטבעה באיכות גבוהה הוא מסלול הדיפוזיה לחזית החריטה (כלומר, ממשק מגע בין זרז למצע). העבודה של אזרדו ואח ' 9 הוכיחה לראשונה כי דיפוזיה ES מופעלת באמצעות רשת Si נקבובי. Torralba et al.18, דיווח כי על מנת לממש מוצק Si Mac-Imprint דיפוזיה ES מופעלת באמצעות זרז נקבובי. Bastide et al.19 ו Sharstniou et al.20 חקרו עוד יותר את השפעת נקבוביות הזרז על דיפוזיה ES. לכן, הרעיון של Mac-Imprint נבדק בשלוש תצורות עם מסלולי דיפוזיה ברורים.
בתצורה הראשונה, הזרז והמצע מוצקים, ואינם מספקים מסלול דיפוזיה ראשוני. חוסר דיפוזיה מגיבה מוביל לתגובה משנית במהלך ההטבעה היוצרת שכבה של Si נקבובי על המצע סביב קצה ממשק הזרז-Si. המגיבים מתרוקנים לאחר מכן, והתגובה נפסקת, וכתוצאה מכך לא ניתן להבחין בנאמנות העברת דפוס בין החותמת למצע. בתצורות השנייה והשלישית, מסלולי הדיפוזיה מופעלים באמצעות רשתות נקבוביות המוצגות או במצע (כלומר, Si נקבובי) או בזרז (כלומר, זהב נקבובי) ודיוק העברת דפוס גבוה מושגת. לפיכך, הובלת ההמונים באמצעות חומרים נקבוביים ממלאת תפקיד קריטי בהפעלת פיזור המגיבים ומוצרי התגובה אל ממשק המגע והרחק ממנו 9,18,19,20. באיור 1 מוצג סכמטית של כל שלוש התצורות.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61040/61040fig1.jpg"> איור 1: שרטוטים של תצורות Mac-Imprint. נתון זה מדגיש את תפקידם של חומרים נקבוביים לאפשר פיזור של מינים מגיבים דרך המצע (כלומר, מקרה II: נקבובי Si) או בחותמת (כלומר, מקרה III: סרט דק זרז עשוי זהב נקבובי). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61040/61040fig1large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
במאמר זה, תהליך Mac-Imprint נדון ביסודיות, כולל הכנת בולים וטיפול מקדים מצע יחד עם Mac-Imprint עצמו. סעיף טרום הטיפול במצע בפרוטוקול כולל ניקוי סי וופל ודוגמת סי וופל סי עם תחריט יבש ואנודיזציה של מצע (אופציונלי). כמו כן, סעיף הכנת בולים מחולק למספר הליכים: 1) דפוס העתק PDMS של עובש מאסטר Si; 2) ננו-הדפס UV של שכבה פוטורזיסטית על מנת להעביר את תבנית ה- PDMS; ו-3) תצהיר שכבות קטליטי באמצעות קשירת מגנטרון ואחריו עסקה (אופציונלי). לבסוף, בסעיף Mac-Imprint ההתקנה Mac-Imprint יחד עם תוצאות Mac-Imprint (כלומר, Si פני השטח 3D דפוס הירארכי) מוצג.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetone, &#62;99.5%, ACS reagent</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-64-1</td>
			<td>CAUTION, chemical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium fluoride, &#62;98%, ACS grade</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>12125-01-8</td>
			<td>CAUTION, hazardous</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide solution, 28-30%, ACS reagent</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1336-21-6</td>
			<td>CAUTION, hazardous</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AZ 400K developer</td>
			<td>Microchemicals</td>
			<td>AZ 400K</td>
			<td>CAUTION, chemical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BenchMark 800 Etch</td>
			<td>Axic</td>
			<td>BenchMark 800</td>
			<td>Reactive ion etching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium target, 2&#34; x 0.125&#34;, 99.95% purity</td>
			<td>ACI alloys</td>
			<td>ADM0913</td>
			<td>Magnetron sputter chromium target</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CTF 12</td>
			<td>Carbolite Gero</td>
			<td>C12075-700-208SN</td>
			<td>Tube furnace</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desiccator</td>
			<td>Fisher scientific Chemglass life sciences</td>
			<td>CG122611</td>
			<td>Desiccator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F6T5/BLB</td>
			<td>Eiko</td>
			<td>F6T5/BLB 6W</td>
			<td>UV bulb</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold target, 2&#34; x 0.125&#34;, 99.99% purity</td>
			<td>ACI alloys</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Magnetron sputter gold target</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotplate KW-4AH</td>
			<td>Chemat tecnologie</td>
			<td>KW-4AH</td>
			<td>Leveled hotplate with uniform temperature profile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrofluoric acid, 48%, ACS reagent</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>7664-39-3</td>
			<td>CAUTION, extremly hazardous</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide, 30%, ACS reagent</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>7722-84-1</td>
			<td>CAUTION, hazardous</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol, &#62;99.5%, ACS reagent</td>
			<td>LabChem</td>
			<td>67-63-0</td>
			<td>CAUTION, chemical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MLP-50</td>
			<td>Transducer Techniques</td>
			<td>MLP-50</td>
			<td>Load cell</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid, 70%, ACS grade</td>
			<td>SAFC</td>
			<td>7697-37-2</td>
			<td>CAUTION, hazardous</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NSC-3000</td>
			<td>Nano-master</td>
			<td>NSC-3000</td>
			<td>Magnetron sputter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium hydroxide, 45%, Certified</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>1310-58-3</td>
			<td>CAUTION, chemical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rocker 800 vacuum pump, 110V/60Hz</td>
			<td>Rocker</td>
			<td>1240043</td>
			<td>Oil-free vacuum pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon master mold</td>
			<td>NILT</td>
			<td>SMLA_V1</td>
			<td>Silicon chip with pattern</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafers, prime grade</td>
			<td>University wafer</td>
			<td>783</td>
			<td>Si wafer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver target, 2&#34; x 0.125&#34;, 99.99% purity</td>
			<td>ACI alloys</td>
			<td>HER2318</td>
			<td>Magnetron sputter silver target</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SP-300</td>
			<td>BioLogic</td>
			<td>SP-300</td>
			<td>Potentiostat</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPIN 150i</td>
			<td>Spincoating</td>
			<td>SPIN 150i</td>
			<td>Spin coater</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPR 200-7.0 positive photoresist</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SPR 220-7.0</td>
			<td>CAUTION, chemical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stirring hotplate</td>
			<td>Thermo scientific Cimarec+</td>
			<td>SP88857100</td>
			<td>General purpose hotplate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 2015 negative photoresist</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8 2015</td>
			<td>CAUTION, chemical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYLGARD 184 Silicone elastomere kit</td>
			<td>DOW</td>
			<td>4019862</td>
			<td>CAUTION, chemical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-LSR150B</td>
			<td>Zaber Technologies</td>
			<td>T-LSR150B-KT04U</td>
			<td>Motorized linear stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane (PFOCS), 97%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>78560-45-9</td>
			<td>CAUTION, hazardous</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

metal-assisted electrochemical nanoimprinting of porous and solid silicon wafers

הטבעה אלקטרוכימית בסיוע מתכת (Mac-Imprint) היא שילוב של חריטה כימית בסיוע מתכת (MACE) וליטוגרפיה ננו-הדפסה המסוגלת לכוון את התבניות התלת-ממדיות של תכונות מיקרו וננומטריות בקבוצה המונוקריסטלינית IV (לדוגמה, Si) ו- III-V (למשל, GaAs) מוליכים למחצה ללא צורך בתבניות הקרבה ובשלבים ליטוגרפיים. במהלך תהליך זה, חותמת לשימוש חוזר מצופה זרז מתכת אצילי הוא בא במגע עם רקיק Si בנוכחות חומצה הידרופלואורית (HF) ומי חמצן (H2O2) תערובת, מה שמוביל לתחריט סלקטיבי של Si בממשק המגע מתכת מוליכים למחצה. בפרוטוקול זה, אנו דנים בשיטות הכנת הבולים והמצעים המיושמים בשתי תצורות Mac-Imprint: (1) Porous Si Mac-Imprint עם זרז מוצק; ו -(2) מוצק סי מק-חותם עם זרז נקבובי. תהליך זה הוא תפוקה גבוהה והוא מסוגל דפוס מקביל בקנה מידה סנטימטר עם רזולוציה מתחת 20 ננומטר. הוא גם מספק צפיפות פגמים נמוכה ודפוסי שטח גדולים בפעולה אחת ועוקף את הצורך בתחריט יבש כגון תחריט יונים תגובתי עמוק (DRIE).

סריקת תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM), סריקות מיקרוסקופ אופטיות (איור 9) וסריקות מיקרוסקופיה של כוח אטומי (AFM) (איור 10) הושגו כדי לחקור את המאפיינים המורפולוגיים של חותמות ה-Mac-Imprint ומשטחי Si המוטבעים. הפרופיל החתך של סי המוצק המוטבע הושווה לזה ...

Watch this Scientific Journal Video about Metal-Assisted Electrochemical Nanoimprinting of Porous and Solid Silicon Wafers at JoVE.com

Metal-Assisted Electrochemical Nanoimprinting of Porous and Solid Silicon Wafers

פרוטוקול להטבעה כימית בסיוע מתכת של תכונות מיקרו-קנה מידה תלת-ממדיות עם דיוק בצורת תת-20 ננומטר לתוך ופלים סיליקון מוצקים ונקבוביים מוצג.

ננו-הדפסה אלקטרוכימית בסיוע מתכת של ופלים נקבוביים ומוצקים מסיליקון

Metal-assisted electrochemical imprinting (Mac-Imprint) is a combination of metal-assisted chemical etching (MACE) and nanoimprint lithography that is ...

הפרוטוקול שלנו מספק שיטת דפוס חדשה לסיליקון המאפשרת יצירת מיקרו-מבנים היררכיים תלת-ממדיים המאפשרים תכנון של אלמנטים מיקרו-אופטיים מבוססי metasurface וטכנולוגיות מדריך גלים. פרוטוקול זה מאפשר שכפול של מבנים תלת-ממדיים מתבניות פולימריות וקשות לופלים סיליקון מונוקריסטליניים ונקבוביים בצעד אחד. ובאותו הזמן, מתן החלטות תת 100 ננומטר בכל שלושת הכיוונים.סיליקון נקבובי וסיליקון עצמו הם חומרים נהדרים לייצור biosensors אופטי והתקנים אופטיים אינפרא אדום. עם זאת, אנו מצפים שטכניקה זו תתרחב לקבוצה III-V מוליכים למחצה ואף מעבר לה. חותמת לקצה מצע ויישור הטיה חשובה ביותר עבור חותם Mac-חותם אחיד.בהתאם לפרוטוקול זה, ניתן לבצע את היישור על-ידי טעינת חותמת למחזיק בזמן שהוא נמצא בקשר עם המצע. כדי להכין חותמת עבור חותם Mac-imprint, תחילה לנקות את תבנית מאסטר סיליקון באמצעות פתרון RCA-1 על פי השלבים המתוארים בפרוטוקול ולאחר מכן למקם תבנית סיליקון אמן נקי לתוך צלחת פטרי פלסטיק בתוך מייבש. השתמש בצינור פלסטיק כדי להוסיף כמה טיפות של PFOCS לסירה במשקל פלסטיק ולהניח את סירת השקילה ליד המנה עם תבנית האב.הפעל את משאבת ואקום, לפתוח את שסתום התייבשות, ולהחיל ואקום במשך 30 דקות. בזמן שהוואקום מיושם, השתמש במרית זכוכית כדי לערבב את הבסיס ואת סוכן הריפוי מערכת אלסטומר סיליקון ביחס של 10 לאחד במשך 10 עד 15 דקות. בסוף ההתייבשות, להסיר את סירת השקילה מן הייבוש ומרווחים מתחת לתבנית מאסטר סיליקון, ולאחר מכן לכסות בזהירות את תבנית האב עם שכבה שניים עד שלושה מילימטר של PDMS טרי מוכן.כדי degas PDMS לאחר פתיחת שסתום התייבשות, להחיל ואקום במשך 20 דקות נוספות או עד הבועות להיעלם. בסוף תקופת ההתייבשות השנייה, מעבירים את המנה לצלחת חמה של 80 מעלות צלזיוס. לאחר שעתיים, השתמש באזמל כדי לקצץ את הקצוות של PDMS נרפא בתוך צלחת פטרי פלסטיק ולהשתמש פינצטה כדי להסיר בזהירות את עובש PDMS מתבנית מאסטר סיליקון.עבור nanoimprinting UV photoresist, להשתמש בסופר כדי לבקע שבב סיליקון 2.5 על 2.5 ס"מ מתוך רקיק הסיליקון, לנקות אותו באמצעות פתרון RCA-1 על פי השלבים המתוארים בפרוטוקול ולאחר מכן למקם את השבב הנקי על צ'אק ואקום במעיל ספין. הגדר את הפרמטרים ציפוי ספין כפי שצוין כדי להחיל שכבה עבה 20 מיקרומטר של photoresist על השבב ולחץ VAC ON כדי להחיל ואקום על המערכת. יוצקים 1.5 מיליליטר של SU-8 2015 photoresist על מרכז השבב וסוגרים את מכסה מעיל הספין.לאחר מכן לחץ על התחל כדי להתחיל את הסיבוב. בסוף הסיבוב, לחץ על VAC כבוי כדי לכבות את הוואקום ולהשתמש פינצטה כדי להסיר את השבב מצופה photoresist. הניחו בזהירות את תבנית ה-PDMS על תבנית שבב הסיליקון מצופה הפוטורליסטים כלפי מטה ולחצו ידנית על התבנית לתוך השבב.מניחים צלחת זכוכית שקופה UV על גבי PDMS כדי להחיל 15 גרם לסנטימטר מרובע של לחץ על התבנית שבב ולחשוף את ההתקנה לשישה וואט של אור UV במשך שעתיים. בסוף תקופת ההקרנה, השתמש פינצטה כדי להסיר לאט את התבנית מן השבב בכיוון המקביל לכיוון של דפוס photoresist נרפא. כדי להפקיד שכבת סגסוגת זהב / כסף בעובי 250 ננומטר על השבב, ראשית להפקיד שכבה עבה של 20 ננומטר של כרום ושכבה עבה של 50 ננומטר של זהב כפי שהוא מתואר בפרוטוקול הטקסט.לאחר מכן, לחץ על GUN 1 OPEN כדי לפתוח את התריס של אקדח הזהב והכסף. הגדר את זמן העיבוד ל- 16.5 דקות והגדר את נקודת ערכת DC ל- 58 ו- RF להגדיר נקודה ל- 150. לחץ על סיבוב והגדר את קצב זרימת הארגון ל- 50 סנטימטרים מעוקבים סטנדרטיים לדקה.לחץ על ארגון, אספקת DC ואספקת RF. כאשר מישורי האות, הגדר את פקד הארגון לחמש. לחץ על התחל בעובי אפס כדי להפעיל את צג עובי הגביש ולקרוע את העובי בהתאמה.לחץ על תהליך מתוזמן כדי להתחיל את התהליך הנשלט על-ידי הזמן ולחץ על PLATEN SHUTTER Solid כדי לפתוח את תריס הלוחית. לחץ שוב על אפס עובי. כאשר הקצוות המקרטעים מסתיימים, לחץ על Solid כדי לסגור את התריס המוצק של הלוח ולחץ על לחץ כדי לפרוק את תא ההבעה של המגנטרון.כדי להסיר את הסגסוגת של חותמת ה-Mac-חותם מצופה סגסוגת הכסף/זהב, ערבבו תחילה מים שעברו דה-יוניזציה וחומצה חנקתית ביחס של אחד לאחד בכוס זכוכית והניחו את הכוס על צלחת חמה מרגשת. שקוע מחזיק מדגם PTFE מחורר בתערובת ולחמם את הפתרון עד 65 מעלות צלזיוס עם ערבוב מתמיד ב 100 סיבובים לדקה. כאשר הפתרון הגיע לטמפרטורת היעד, למקם את חותמת חותמת Mac-חותם מצופה זהב / כסף מצופה סגסוגת במחזיק במשך שתיים עד 20 דקות.לאחר הסרת סגסוגת, להרוות את חותמת Mac-חותם במים deionized טמפרטורת החדר במשך דקה אחת. כדי לבצע חותמת ליישור מצע, הניחו חותמת הפונה כלפי מטה על גבי שבב הסיליקון בתא האלקטרוכימי, הוסיפו טיפה של SU-8 בגב החותמת. הבא מוט PTFE במגע עם SU-8 לרפא אותו במקום בתנאים יבשים תחת אור UV במשך שעתיים.הקשר נמצא במרחק של כ-86 מילימטרים מעמדת הבית. כדי לבצע פעולת הטבעה Mac, לנקות שבב סיליקון בדוגמת דפוס באמצעות פתרון RCA על פי השלבים המתוארים בפרוטוקול ולאחר מכן למקם אותו במרכז של תא אלקטרוכימי ולמקם את התא תחת מוט PTFE עם חותמת Mac-חותם. ערבבו את תמיסת החריטה של חומצה הידרופלואורית ומי חמצן ביחס של 17 לאחד בתוך PTFE.לאחר חמש דקות, השתמשו בפיפטה מפלסטיק כדי להוסיף את תמיסת החריטה לתא האלקטרוכימי. כדי למקם את חותמת ה- Mac-imprint במגע עם שבב התבנית, הורידו את החותמת בכ-86 מילימטרים ולאחר מכן הזיזו את החותמת מטה מעמדת המגע בכ-300 עד 1,000 מיקרומטר כדי להשיג את כוח המגע הרצוי. שמור על חותמת ה- Mac-imprint במגע עם השבב בין שעה ל -30 דקות לפני לחיצה על דף הבית כדי להחזיר את המוט למצב הביתי.השתמש פיפטה כדי לשאוף בזהירות את פתרון החריטה מהתא ולשטוף את שבב הסיליקון מוטבע עם אלכוהול איזופרופיל ומים deionized. ואז לייבש את השבב עם אוויר יבש ונקי. סריקת תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים ניתן להשיג כדי ללמוד את המאפיינים המורפולוגיים של חותמות Mac-חותם מצופה זהב ואת משטחי הסיליקון המוטבעים וכתוצאה מכך.בניתוח מייצג זה, הפרופיל החתך של הסיליקון המוצק המוטבע שהושג על ידי סריקת כוח אטומי הושווה לזה של חותמת הזהב הנקבובית המשמשת. נאמנות העברת דפוסים ויצירת סיליקון נקבובי במהלך חותם Mac היו שני קריטריונים עיקריים לניתוח ההצלחה הניסיונית. ה- Mac-imprint נחשב מוצלח אם תבנית הבול הועברה במדויק על הסיליקון ולא נוצר סיליקון נקבובי במהלך חותם המק.כאן, התוצאות של ניסוי תת-אופטימלי שבו חוסר נאמנות העברת דפוס ודור סיליקון נקבובי התרחשו במהלך חותם Mac-imprint ניתן לראות. חשוב לזכור כי Mac-חותם של סיליקון כרוך חומצה הידרופלואורית, שהוא חומר מסכן חיים בעקבות פרוטוקול בטיחות לובש ציוד מגן אישי מתאים הם בעלי חשיבות עליונה. ברגע שאתה משתמש בולים מצופים בזהב נקבובי כדי להקל על הובלת המונים.בעקבות הליך זה, הרכב פתרון החריטה או כוח המגע יכול להיות מגוון כדי ללמוד את הקינטיקה של התהליך או את עמידות הבול.

metal-assisted-electrochemical-nanoimprinting-porous-solid-silicon

Research

JoVE Journal

Engineering

Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding combined with layer transfer enables the replication of arbitrary surface patterns from a master structure onto the functional material. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes. In particular we demonstrate the fabrication of patterned transparent zinc oxide electrodes for light trapping applications in solar cells.

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes.

Nanomoulding של חומרים תפקודיים, שיטה תכליתית משלימת תבנית שכפולה לnanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for synthesizing nanoscopic VB2 is presented as well as step-by-step procedure for applying a zirconium oxide coating to the VB2 particles for stabilization upon discharge. The process for disassembling existing zinc/air cells is shown, in addition construction of the new working electrode to replace the conventional zinc/air cell anode with a the nanoscopic VB2 anode. Finally, discharge of the completed VB2/air battery is reported. We show that using the zinc/air cell as a test bed is useful to provide a consistent configuration to study the performance of the high-energy high capacity nanoscopic VB2 anode.

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A protocol is presented to study multi-electron metal/air battery systems by using previous technology developed for the zinc/air cell. Electrochemical testing is then performed on fabricated batteries to evaluate performance.

המצאה של VB<sub&gt; 2</sub&gt; / תאי אוויר לבדיקת אלקטרוכימי

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

חד שכבתי לתקשר סימום של משטחי סיליקון וNanowires שימוש בתרכובות זרחן אורגניות

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned and bonded silicon wafers. Unlike confinements in porous materials often used for these types of experiments3, bonded wafers provide predesigned uniform spaces for confinement. The geometry of each cell is well known, which removes a large source of ambiguity in the interpretation of data.
Exceptionally flat, 5 cm diameter, 375 &#181;m thick Si wafers with about 1 &#181;m variation over the entire wafer can be obtained commercially (from Semiconductor Processing Company, for example). Thermal oxide is grown on the wafers to define the confinement dimension in the z-direction. A pattern is then etched in the oxide using lithographic techniques so as to create a desired enclosure upon bonding. A hole is drilled in one of the wafers (the top) to allow for the introduction of the liquid to be measured. The wafers are cleaned2 in RCA solutions and then put in a microclean chamber where they are rinsed with deionized water4. The wafers are bonded at RT and then annealed at ~1,100 &#176;C. This forms a strong and permanent bond. This process can be used to make uniform enclosures for measuring thermal and hydrodynamic properties of confined liquids from the nanometer to the micrometer scale.

A method for permanently bonding two silicon wafers so as to realize a uniform enclosure is described. This includes wafer preparation, cleaning, RT bonding, and annealing processes. The resulting bonded wafers (cells) have uniformity of enclosure ~1%1,2. The resulting geometry allows for measurements of confined liquids and gasses.

ייצור חללים ננומטריים אחידים באמצעות מליטה וופל ישיר סיליקון

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

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic electrolyte, and an O2-breathing cathode. The aprotic electrolyte is a solution of lithium salt with aprotic solvent; and porous carbon is commonly used as the cathode substrate. To improve the performance, an electrocatalyst is deposited onto the porous carbon substrate by certain deposition methods, such as atomic layer deposition (ALD) and wet-chemistry reaction. The as-prepared cathode materials are characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray absorption near edge structure (XANES). A Swagelok-type cell, sealed in a glass chamber filled with pure O2, is used for the electrochemical test on a battery test system. The cells are tested under either capacity-controlled mode or voltage controlled mode. The reaction products are investigated by electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, and Raman spectroscopy to study the possible pathway of oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER). This protocol demonstrates a systematic and efficient arrangement of routine tests of the aprotic Li-O2 battery, including the electrochemical test and characterization of battery materials.

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

A protocol for the electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery with the preparation of electrodes and electrolytes and an introduction of the frequently used methods of characterization is presented here.

פרוטוקול של מבחן אלקטרוכימי אפיון Aprotic Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; סוללה

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

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 for future high-speed reentry missions. But despite the advancements made since Apollo, heat flux prediction remains an imperfect science and engineers resort to safety factors to determine the TPS thickness. This goes at the expense of embarked payload, hampering, for example, sample return missions. 
Ground testing in plasma wind-tunnels is currently the only affordable possibility for both material qualification and validation of material response codes. The subsonic 1.2MW Inductively Coupled Plasmatron facility at the von Karman Institute for Fluid Dynamics is able to reproduce a wide range of reentry environments. This protocol describes a procedure for the study of the gas/surface interaction on ablative materials in high enthalpy flows and presents sample results of a non-pyrolyzing, ablating carbon fiber precursor. With this publication, the authors envisage the definition of a standard procedure, facilitating comparison with other laboratories and contributing to ongoing efforts to improve heat shield reliability and reduce design uncertainties.
The described core techniques are non-intrusive methods to track the material recession with a high-speed camera along with the chemistry in the reactive boundary layer, probed by emission spectroscopy. Although optical emission spectroscopy is limited to line-of-sight measurements and is further constrained to electronically excited atoms and molecules, its simplicity and broad applicability still make it the technique of choice for analysis of the reactive boundary layer. Recession of the ablating sample further requires that the distance of the measurement location with respect to the surface is known at all times during the experiment. Calibration of the optical system of the applied three spectrometers allowed quantitative comparison. At the fiber scale, results from a post-test microscopy analysis are presented.

Development of new ablative materials and their numerical modeling requires extensive experimental investigation. This protocol describes procedures for material response characterization in plasma flows with the core techniques being non-intrusive methods to track the material recession along with the chemistry in the reactive boundary layer by emission spectroscopy.

חקירת Layer פליטה ספקטרליים Boundary במהלך פולשני חומר בדיקה ב Plasmatron

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 ...

Electrochemical Etching and Characterization of Sharp Field Emission Points for Electron Impact Ionization

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. The results of studies in which the etching current and the molarity of the NaOH solution used in the etching process were varied are presented. The investigation of the geometry of the tips, by imaging them with a scanning electron microscope, and by operating them in field emission mode is also described. The field emission tips produced are intended to be used as an electron beam source for ion production via electron impact ionization of background gas or vapor in Penning trap mass spectrometry applications.

A method for electrochemically etching field emission tips is presented. Etching parameters are characterized and the operation of the tips in field emission mode is investigated.

אלקטרוכימי תחריט ואפיון של נקודות שדה פליטה שארפ עבור יינון אלקטרונים

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. ...

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active layer which consists of blue-fluorescent poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) and &#960;-conjugated triphenylamine molecules. This white light emission originates from exciplexes formed between PFD and amines in electronically excited states. A device containing PFD, 4,4&#39;,4&#39;&#39;-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2-TNATA), Poly(ethylene oxide) and K2CF3SO3 showed white light emission with Commission internationale de l&#39;&#233;clairage (CIE) coordinates of (0.33, 0.43) and a Color Rendering Index (CRI) of Ra = 73 at an applied voltage of 3.5 V. Constant voltage measurements showed that the CIE coordinates of (0.27, 0.37), Ra of 67, and the emission color observed immediately after application of a voltage of 5 V were nearly unchanged and stable after 300 sec.

The authors present a method for fabricating stable white-light-emitting electrochemical cells utilizing emission from exciplexes formed between a blue-emitting fluorene polymer and aromatic amines.

המצאה של אור לבן פולטות תאים אלקטרוכימיים עם פליטה יציבה מ Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...

Experimental Methods for Spin- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy Combined with Polarization-Variable Laser

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser (laser-SARPES), and demonstrate a power of this technique for studying solid state physics. Laser-SARPES achieves two great capabilities. Firstly, by examining orbital selection rule of linearly polarized lasers, orbital selective excitation can be carried out in SAPRES experiment. Secondly, the technique can show full information of a variation of the spin quantum axis as a function of the light polarization. To demonstrate the power of the collaboration of these capabilities in laser-SARPES, we apply this technique for the investigations of spin-orbit coupled surface states of Bi2Se3. This technique affords to decompose spin and orbital components from the spin-orbit coupled wavefunctions. Moreover, as a representative advantage of using the direct spin detection collaborated with the polarization-variable laser, the technique unambiguously visualizes the light polarization dependence of the spin quantum axis in three-dimension. Laser-SARPES dramatically increases a capability of photoemission technique.

Here, we combine polarization-variable 7-eV laser with spin- and angle-resolved photoemission technique to visualize the spin-orbital coupling effect in solid states.

שיטות נסיוניות עבור ספין - ואת זווית-נפתרה ספקטרוסקופיה Photoemission בשילוב עם לייזר משתנה-קיטוב

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser ...

A Silicon-tipped Fiber-optic Sensing Platform with High Resolution and Fast Response

In this article, we introduce an innovative and practically promising fiber-optic sensing platform (FOSP) that we proposed and demonstrated recently. This FOSP relies on a silicon Fabry-Perot interferometer (FPI) attached to the fiber end, referred to as Si-FOSP in this work. The Si-FOSP generates an interferogram determined by the optical path length (OPL) of the silicon cavity. Measurand alters the OPL and thus shifts the interferogram. Due to the unique optical and thermal properties of the silicon material, this Si-FOSP exhibits an advantageous performance in terms of sensitivity and speed. Furthermore, the mature silicon fabrication industry endows the Si-FOSP with excellent reproducibility and low cost toward practical applications. Depending on the specific applications, either a low-finesse or high-finesse version will be utilized, and two different data demodulation methods will be adopted accordingly. Detailed protocols for fabricating both versions of the Si-FOSP will be provided. Three representative applications and their according results will be shown. The first one is a prototype underwater thermometer for profiling the ocean thermoclines, the second one is a flow meter to measure flow speed in the ocean, and the last one is a bolometer used for monitoring exhaust radiation from magnetically confined high-temperature plasma.

This work reports an innovative silicon-tipped fiber-optic sensing platform (Si-FOSP) for high-resolution and fast-response measurement of a variety of physical parameters, such as temperature, flow, and radiation. Applications of this Si-FOSP span from oceanographic research, mechanical industry, to fusion energy research.

פלטפורמה משופעת סיליקון סיבים אופטיים חישה עם רזולוציה גבוהה ותגובה מהירה

In this article, we introduce an innovative and practically promising fiber-optic sensing platform (FOSP) that we proposed and demonstrated recently. This ...