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

우리는 이 작품에 대한 통찰력을 위해 Keng Hsu 박사(루이빌 대학교)를 인정합니다. 일리노이 대학교 프레드릭 세이츠 연구소와 메모리암에서 직원 스콧 마클라렌; 애리조나 주립 대학의 LeRoy 아이어링 솔리드 스테이트 사이언스 센터; 비스 그로브 학자 상 아래 과학 재단 애리조나.

주의: 적절한 안전 관행 과 개인 보호 장비(예: 실험실 코트, 장갑, 안전 안경, 폐투 신발)를 사용합니다. 이 절차는 매우 위험한 화학 물질인 HF 산 (48 % wt)을 사용하며 추가 개인 보호 장비 (즉, 얼굴 방패, 천연 고무 앞치마 및 손, 손목 및 팔뚝을 덮는 두 번째 니트릴 장갑)가 필요합니다.
1. 맥 각인을위한 스탬프 준비
<ol><li>
PDMS 금형 제작
	<ol>
<li>5:1 비커(volume)에 ?...

<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>

맥-프린트 스탬프와 미리 패턴된 Si 칩(p-type, [100] 방향, 1-10 옴cmcm+)은 프로토콜의 섹션 1과 2에 따라 각각 준비되었다. 3D 계층 적 패턴을 포함하는 스탬프가있는 미리 패턴된 Si 칩의 Mac-각인은 프로토콜의 섹션 3에 따라 수행되었습니다(그림 9). 그림 9a에 도시된 바와 같이, 맥-임프린트의 다른 구성이 적용되었다: 솔리드 오 (왼쪽)와 솔리드 ?...

반도체의 3차원 마이크로 및 나노스케일 패터닝 및 텍스처화는 광전자1,2, 포토닉스3, 반사방지표면4, 초소수성 및 자체 세척 표면5,6등 다양한 분야에서 다양한 응용 제품을 가능하게 한다. 프로토타이핑 및 대량 생산 3D 및 계층 적 패턴은 20 nm 이하 해상도의 소프트 리소그래피 및 나노 임프린팅 리소그래피를 통해 폴리머 필름에 성공적으로 수행되었습니다. 그러나, 이러한 3D 중합패턴을 Si로 이송하려면 반응성 이온 에칭 시 마스크 패턴의 에칭 선택성이 필요하며, 따라서 종횡비를 제한하고, 가리비 효과로 인한 형상 왜곡 및 표면 거칠기를 유도한다7,8.
Mac-Imprint라는 새로운 방법은 다공성9 및 솔리드 시 웨이퍼10,11뿐만 아니라 솔리드 GaAs 웨이퍼12,13,14의 병렬 및 직접 패터닝을 위해 달성되었습니다. Mac-각인은 HF와 산화제로 구성된 에칭 솔루션(ES)의 존재 시 3D 기능을 보유한 기판과 고귀한 금속 코팅 스탬프(예: Si Mac-각인의 경우 H2O2)의 접촉을 필요로 하는 접촉 기반 습식 에칭 기술이다. 에칭 하는 동안, 두 개의 반응이 동시에 발생 15,16: 음극 반응 (즉, H2O2 고귀한 금속에서 감소, 양전하 캐리어 [구멍]이 생성 되 고 이후 Si17에 주입 하는 동안) 그리고 무음 반응 (즉, 시 용해, 구멍이 소비 되는 동안). 충분한 시간 이후에 스탬프의 3D 기능이 Si 웨이퍼에 새겨져 있습니다. Mac-각인은 높은 처리량, 롤투 플레이트 및 롤투롤 플랫폼, 비정질, 모노 및 다결정 시 및 III-V 반도체와 같은 기존의 리소그래피 방법에 비해 많은 장점을 가지고 있습니다. Mac-각인 스탬프를 여러 번 다시 사용할 수 있습니다. 또한 이 방법은 현대 직접 쓰기 방법과 호환되는 20nm 이하 의에칭 해상도를 제공할 수 있습니다.
높은 충실도 각인을 달성하는 열쇠는 에칭 전면 (즉, 촉매와 기판 사이의 접촉 인터페이스)에 확산 경로입니다. 아제레도 등의 작업은 먼저 다 공성 시 네트워크를 통해 ES 확산이 활성화된다는 것을 입증했다. Torralba et al.18은, 고체 시 맥-각인을 실현하기 위해 ES 확산이 다공성 촉매를 통해 가능하게 된다는 것을 보고했다. Bastide et al.19 및 Sharstniou et al.20 은 ES 확산에 대한 촉매 다공성 영향을 더욱 조사했다. 따라서 Mac-각인의 개념은 뚜렷한 확산 경로를 가진 세 가지 구성으로 테스트되었습니다.
첫 번째 구성에서 촉매 및 기판은 고체이며 초기 확산 경로를 제공하지 않습니다. 반응성 확산의 부족은 촉매-Si 인터페이스의 가장자리 주위기판에 다공성 Si의 층을 형성하는 각각 중 이차 반응으로 이차 반응으로 이어집니다. 반응제는 이후에 고갈되고 반응이 멈추어 스탬프와 기판 사이에 눈에 띄는 패턴 전달 충실도가 없습니다. 제2 및 제3 구성에서 확산 경로는 기판(즉, 다공성 Si) 또는 촉매(즉, 다공성 금)에 도입된 다공성 네트워크를 통해 활성화되며 높은 패턴 전달 정확도를 달성한다. 따라서 다공성 물질을 통한 대량 수송 은 접촉 인터페이스9,18,19,20을 벗어나 반응물 및 반응 제품의 확산을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 한다. 세 가지 구성의 회로도가 도 1에 표시됩니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61040/61040fig1.jpg"> 그림 1: Mac-임프린트 구성의 회로도. 이 그림은 기판(즉, 케이스 II: 다공성 시) 또는 스탬프(즉, 케이스 III: 다공성 금으로 만들어진 촉매 박막)을 통해 반응종의 확산을 가능하게 하는 다공성 물질의 역할을 강조한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61040/61040fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
이 문서에서Mac-각인 프로세스는 Mac-각인 자체와 함께 스탬프 준비 및 기판 전처리를 포함하여 철저히 논의됩니다. 프로토콜 내의 기판 전처리 섹션에는 드라이 에칭 및 기판 양극산화를 가진 Si 웨이퍼 세척 및 Si 웨이퍼 패터닝(선택 사항)이 포함됩니다. 또한, 스탬프 준비 섹션은 여러 절차로 세분화된다: 1) PDMS 복제 성형Si 마스터 몰드; 2) PDMS 패턴을 전송하기 위해 포토 레지스트 층의 UV 나노 임프린팅; 및 3) 마그네론 스퍼터링을 통한 촉매층 증착이 그 뒤를 이어 탈합금(선택 사항)이 뒤따랐다. 마지막으로 Mac-각인 섹션에서 Mac-각인 결과(예: Si 표면 3D 계층 적 패터닝)와 함께 Mac-Imprint 설정이 표시됩니다.

<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

금속 보조 전기화학적 각인(Mac-Imprint)은 금속 보조 화학 에칭(MACE)과 나노임프린트 리소그래피의 조합으로 단결정군 IV(예를 들어, 시)와 III-V(예: GaAs) 반도체에서 직접 패터닝할 수 있는 3D 마이크로 및 나노스케일 피처링이 가능합니다. 이 과정에서, 고귀한 금속 촉매로 코팅된 재사용 가능한 스탬프는 금속-반도체 접촉 인터페이스에서 시의 선택적 에칭을 유도하는 수중불산(HF) 및 과산화수소(H2O2) 혼합물의 존재에서 시 웨이퍼와 접촉하게 된다. 이 프로토콜에서, 우리는 두 개의 Mac-각인 구성에 적용되는 스탬프 및 기판 준비 방법에 대해 논의합니다: (1) 고체 촉매를 가진 다공성 시 맥-각인; 및 (2) 다공성 촉매가 있는 솔리드 시 맥-각인. 이 프로세스는 높은 처리량이며 20nm 이하 해상도로 센티미터 규모의 병렬 패터닝이 가능합니다. 또한 단일 작업에서 낮은 결함 밀도 및 넓은 영역 패터닝을 제공하고 깊은 반응성 이온 에칭 (DRIE)과 같은 건조 에칭의 필요성을 우회합니다.

스캐닝 전자 현미경(SEM) 이미지, 광학 현미경 스캔(도 9), 및 원자력 현미경 검사(그림 10)는 Mac-각인 스탬프 및 각인된 시 표면의 형태학적 특성을 연구하기 위해 수득되었다. 각인된 솔리드 Si의 단면 프로파일은 사용된 다공성 Au 스탬프(도 10)와 비교하였다. Mac-Imprint 동안 패턴 전송 충실도 및 다공성 Si 생?...

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Metal-Assisted Electrochemical Nanoimprinting of Porous and Solid Silicon Wafers

고체 및 다공성 실리콘 웨이퍼에 20nm 모양 정확도를 가진 3D 마이크로 스케일 피처의 금속 보조 화학 적 각인을 위한 프로토콜이 제시됩니다.

다공성 및 고체 실리콘 웨이퍼의 금속 보조 전기 화학 나노 임프린팅

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

당사의 프로토콜은 메타표면 기반 마이크로광학 요소 및 도파관 기술의 설계를 가능하게 하는 3차원 계층적 미세 구조의 생성을 가능하게 하는 실리콘에 대한 새로운 패터닝 방법을 제공합니다. 이 프로토콜을 사용하면 폴리머 및 하드 몰드에서 단결정 및 다공성 실리콘 웨이퍼로 3D 구조를 단일 단계로 복제할 수 있습니다. 그리고 동시에, 세 방향 모두에 하위 100 나노 미터 해상도를 제공합니다.다공성 실리콘과 실리콘 자체는 광학 바이오 센서 및 적외선 광학 장치를 제조하기위한 훌륭한 재료입니다. 그러나 이 기술은 III-V 반도체 그룹으로 확대될 것으로 기대하고 있습니다. 기판 팁과 기울기 정렬스탬프는 균일한 Mac 각인에 매우 중요합니다.이 프로토콜에 따라 기판과 접촉하는 동안 홀더에 스탬프를 장착하여 정렬을 수행할 수 있습니다. Mac-각인에 대한 스탬프를 준비하려면 먼저 프로토콜에 설명된 단계에 따라 RCA-1 솔루션을 사용하여 실리콘 마스터 몰드를 청소한 다음 깨끗한 실리콘 마스터 몰드를 데시케이터 내부의 플라스틱 페트리 접시에 넣습니다. 플라스틱 파이펫을 사용하여 플라스틱 계량 보트에 PFOCS 몇 방울을 추가하고 마스터 몰드가있는 접시 옆에 계량 보트를 놓습니다.진공 펌프를 켜고 건조기 밸브를 열고 30분 동안 진공을 적용합니다. 진공이 적용되는 동안 유리 주걱을 사용하여 실리콘 엘라스토머 키트에서 10 대 1 비율로 10 대 15 분 동안 베이스 및 경화제를 혼합하십시오. 건조의 끝에서, 실리콘 마스터 금형 아래에서 건조기와 스페이서에서 계량 보트를 제거한 다음 신중하게 새로 준비 된 PDMS의 2 ~ 3 밀리미터 층으로 마스터 금형을 덮습니다.건조기 밸브를 연 후 PDMS를 탈가스하려면 20분 간 또는 거품이 사라질 때까지 진공을 적용하십시오. 두 번째 탈수 기간이 끝나면 접시를 섭씨 80도 의 핫 플레이트로 옮기습니다. 2시간 후, 메스를 사용하여 플라스틱 페트리 접시 내부의 경화 PDMS 가장자리를 다듬고 핀셋을 사용하여 실리콘 마스터 금형에서 PDMS 금형을 조심스럽게 제거합니다.광저항 UV 나노임프린팅의 경우, 서기관을 사용하여 실리콘 웨이퍼에서 2.5% 2.5센티미터 실리콘 칩을 클리브하고 프로토콜에 설명된 단계에 따라 RCA-1 용액을 사용하여 청소한 다음 스핀 코터의 진공 척에 깨끗한 칩을 놓습니다. 칩에 20 마이크로미터 두께의 포토레지스트층을 적용하고 VAC ON을 눌러 시스템에 진공을 적용하도록 지시된 바와 같이 스핀 코팅 파라미터를 설정합니다. SU-8 2015 의 1.5 밀리리터를 칩 중앙에 넣고 스핀 코터 뚜껑을 닫습니다.그런 다음 시작을 눌러 스핀을 시작합니다. 스핀이 끝나면 VAC OFF를 눌러 진공을 끄고 핀셋을 사용하여 포토레지스트 코팅 칩을 제거합니다. PDMS 금형을 포토레지스트 코팅 실리콘 칩 패턴 측면에 조심스럽게 놓고 금형을 칩에 수동으로 누릅니다.PDMS 위에 UV 투명 유리 플레이트를 배치하여 1평방센티미터당 15그램의 압력을 금형 및 칩에 적용하고 2시간 동안 6와트의 UV 라이트로 설정을 노출시킵니다. 조사 기간이 끝나면 핀셋을 사용하여 경화 된 포토 레지스트 패턴의 방향과 평행방향으로 칩에서 금형을 천천히 제거하십시오. 250나노미터 두께의 금/은 합금 층을 칩에 증착하려면 먼저 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 20나노미터 두께의 크롬과 50나노미터 두께의 금층을 증착한다.다음으로 GUN 1 OPEN을 클릭하여 금색과 실버 건셔터를 엽니다. 처리 시간을 16.5분으로 설정하고 DC 설정 점을 58로 설정하고 RF 세트 점을 150으로 설정합니다. 회전을 클릭하고 아르곤 유속속도를 분당 50표준 입방센티미터로 설정합니다.아르곤, DC 공급 및 RF 공급을 클릭합니다. 신호 고원이면 아르곤 컨트롤을 5로 설정합니다. 0 두께로 시작을 클릭하여 결정 두께 모니터를 시작하고 두께를 각각 찢습니다.시간 중지된 프로세스를 클릭하여 시간 제어 프로세스를 시작하고 PLATEN SHUTTER 솔리드를 클릭하여 플레이트 셔터를 엽니다. 두께0을 다시 클릭합니다. 스퍼터링이 끝나면 솔리드를 클릭하여 고체를 클릭하여 고체셔를 닫고 프레스를 눌러 벤트를 눌러 자석 스퍼터 챔버를 배출합니다.실버/골드 합금 코팅 맥 임프린트 스탬프를 탈합금하려면 먼저 탈이온화 된 물과 질산을 유리 비커에 일대일 비율로 혼합하고 비커를 교반 핫 플레이트에 놓습니다. 천포PTFE 샘플 홀더를 혼합물에 담그고 분당 100 회전에서 일정한 교반으로 최대 65도의 용액을 가열합니다. 용액이 목표 온도에 도달하면 패턴 골드/실버 합금 코팅 맥 프린트 스탬프를 홀더에 2~20분 간 배치합니다.탈 합금 후, 1 분 동안 실온 deionized 물에 맥 각인 스탬프를 담금. 기판 정렬스탬프를 수행하려면 전기 화학 전지의 실리콘 칩 위에 스탬프를 놓고 스탬프 뒷면에 SU-8방울을 추가합니다. PTFE 막대를 SU-8과 접촉하여 2시간 동안 UV 빛 아래의 건조한 조건에서 치료하십시오.접촉은 홈 위치에서 약 86 밀리미터입니다. Mac-각인 작업을 수행하기 위해 프로토콜에 설명된 단계에 따라 RCA 솔루션을 사용하여 패턴을 두은 실리콘 칩을 세척한 다음 전기 화학 전지의 중앙에 배치하고 Mac-각인 스탬프가 있는 PTFE 막대 아래에 셀을 배치합니다. PTFE 비커 내부에 17 대 1 비율로 하이드로플루오산과 과산화수소의 에칭 솔루션을 혼합합니다.5분 후 플라스틱 파이펫을 사용하여 전기 화학 적 세포에 에칭 솔루션을 추가하십시오. 패턴 칩과 접촉하여 Mac-각인 스탬프를 배치하려면 스탬프를 약 86밀리미터 아래로 가져온 다음 원하는 접촉력을 달성하기 위해 접촉 위치에서 약 300에서 1, 000 마이크로미터로 스탬프를 아래로 이동합니다. 홈을 클릭하기 전에 1~30분 동안 칩과 접촉하여 Mac 각인 스탬프를 유지하여 막대를 홈 위치로 반환합니다.파이펫을 사용하여 세포에서 에칭 용액을 조심스럽게 흡인하고 각인 된 실리콘 칩을 이소프로필 알코올 및 탈온 화 물로 헹구세요. 그런 다음 깨끗한 건조한 공기로 칩을 건조시다. 스캐닝 전자 현미경 이미지는 금 코팅 된 Mac 각인 스탬프와 그로 인한 각인 된 실리콘 표면의 형태학적 특성을 연구하기 위해 얻을 수 있습니다.본 대표적인 분석에서, 원자력 스캔에 의해 얻어진 각인된 고체 실리콘의 단면 프로파일은 사용된 다공성 골드 스탬프의 것과 비교되었다. Mac-각인 시 패턴 전송 충실도 및 다공성 실리콘 생성은 실험적 성공을 분석하는 두 가지 주요 기준이었습니다. Mac-각인은 스탬프 패턴이 실리콘으로 정확하게 전송되고 Mac-각인 중에 다공성 실리콘이 생성되지 않은 경우 성공한 것으로 간주되었습니다.여기서, 맥-각인 중에 패턴 전달 충실도 및 다공성 실리콘 생성이 발생하는 최적이 아닌 실험의 결과를 관찰할 수 있다. 실리콘의 Mac 각인은 생명을 위협하는 물질인 수력 불소산을 포함하고 안전 프로토콜을 따르고 적절한 개인 보호 장비를 착용하는 것이 가장 중요하다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 일단 다공성 금으로 코팅 된 우표를 사용하여 대량 수송을 용이하게합니다.이 절차에 따라, 에칭 솔루션 또는 접촉력의 조성은 공정 또는 우표 내구성의 운동을 연구하기 위해 다양할 수 있다.

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.

기능성 재료 Nanomoulding, Nanoimprinting에 다목적 보완 패턴 복제 방법

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

연구

공학

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.

VB의 제작<sub&gt; 2</sub전기 테스트를위한&gt; / 공기 전지

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.

유기 화합물을 사용하여 실리콘 표면과 나노 와이어의 단층 연락 도핑

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.

실리콘 다이렉트 웨이퍼 본딩을 통한 균일한 나노스케일 캐비티 제조

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.

비 양성 자성 리튬 O의 전기 시험 프로토콜 및 특성<sub&gt; 2</sub&gt; 배터리

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.

Plasmatron에서 절제 재료 시험 중에 방출 분광 경계 계층 조사

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.

전기 화학적 에칭 및 전자 충격 이온화 샤프 전계 방출 포인트의 특성

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.

화이트의 제작 Exciplexes에서 안정 방출과 전기 화학 셀 라이트 발광

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.

분극 변수 레이저와 함께 회전 및 각도 해결 광전자 방출 분광학 실험 방법

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.

높은 해상도와 빠른 응답 실리콘 밀고 광 감지 플랫폼

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