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

Vi erkänner Dr. Keng Hsu (University of Louisville) för insikter om detta arbete; University of Illinois Frederick Seitz Laboratory och, till minne av detta, medarbetare Scott Maclaren; Arizona delstatsuniversitet LeRoy Eyring centrerar för solid statlig vetenskap; och Science Foundation Arizona under Bis grove Scholars Award.

VARNING: Använd lämpliga säkerhetsrutiner och personlig skyddsutrustning (t.ex. labbrock, handskar, skyddsglasögon, slutna tåskor). Denna procedur använder HF-syra (48% wt) som är en extremt farlig kemikalie och kräver ytterligare personlig skyddsutrustning (dvs. en ansiktssköld, naturgummiförkläde och andra paret nitrilhandskar som täcker handen, handlederna och underarmarna).
1. Frimärksförberedelse för Mac-avtryck
<ol><li>
PDMS mögeltillverkning
	<ol>
<li>...

<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>

Mac-Imprint-stämplar och prepatterned Si-chips (p-typ, [100] orientering, 1-10 Ohm∙cm) förbereddes enligt avsnitt 1 respektive 2 i protokollet. Mac-Imprint av prepatterned Si chip med frimärken som innehåller 3D hierarkiska mönster utfördes enligt avsnitt 3 i protokollet (figur 9). Som visas i figur 9a tillämpades olika konfigurationer av Mac-Imprint: solid Si med solid Au (vänster), porös Si med solid Au (mitten)9</...

Tredimensionell mikro- och nanoskala mönstring och texturisering av halvledare möjliggör många tillämpningar inom olika områden, såsom optoelektronik1,2, fotonik3, antireflektiva ytor4, superhydrofobiska och självrengörande ytor5,6 bland andra. Prototyper och massproducerande 3D- och hierarkiska mönster har framgångsrikt uppnåtts för polymera filmer genom mjuk litografi och nanoimprintinglitografi med upplösning under 20 nm. Överföring av sådana 3D-polymermönster till Si kräver dock etsningsselektivitet hos ett maskmönster under reaktiv jonetsning och begränsar därmed bildförhållandet och inducerar formförvrängningar och ytjämnhet på grund av uddande effekter7,8.
En ny metod som kallas Mac-Imprint har uppnåtts för parallell och direkt mönstra av porösa9 och fasta Si wafers10,11 samt solida GaAs wafers12,13,14. Mac-Imprint är en kontaktbaserad våt etsningsteknik som kräver kontakt mellan substrat och en ädel metallbelagd stämpel som har 3D-funktioner i närvaro av en etsningslösning (ES) bestående av HF och en oxidant (t.ex. H2O2 när det gäller Si Mac-Imprint). Under etsningen uppstår två reaktioner samtidigt15,16: en katodisk reaktion (dvs. H2O2-reduktionen vid ädelmetallen, under vilken positiva laddningsbärare [hål] genereras och därefter injiceras i Si17) och en anodisk reaktion (dvs. Si-upplösning, under vilken hålen konsumeras). Efter tillräckligt med tid i kontakt etsas stämpelns 3D-funktioner in i Si-skivan. Mac-Imprint har många fördelar jämfört med konventionella litografiska metoder, såsom hög genomströmning, kompatibilitet med roll-to-plate och roll-to-roll-plattformar, amorfa, mono- och polykristallina Si- och III-V halvledare. Mac-Imprint-stämplar kan återanvändas flera gånger. Dessutom kan metoden leverera en upplösning på sub-20 nm etsning som är kompatibel med samtida direktskrivningsmetoder.
Nyckeln till att uppnå högåtergivningsprägling är diffusionsvägen till etsningsfronten (dvs. kontaktgränssnitt mellan katalysator och substrat). Arbetet i Azeredo et al.9 visade först att ES-diffusion är möjliggjort genom ett poröst Si-nätverk. Torralba et al.18, rapporterade att för att realisera solid Si Mac-Imprint aktiveras ES-diffusionen genom en porös katalysator. Bastide et al.19 och Sharstniou et al.20 undersökte vidare katalysatorns porositetspåverkan på ES diffusion. Således har begreppet Mac-Imprint testats i tre konfigurationer med distinkta diffusionsvägar.
I den första konfigurationen är katalysatorn och substratet fasta, vilket inte ger någon initial diffusionsväg. Bristen på reaktant diffusion leder till en sekundär reaktion under prägling som bildar ett lager av porösa Si på substratet runt kanten av katalysator-Si-gränssnittet. Reaktanterna töms därefter, och reaktionen stannar, vilket resulterar i ingen urskiljbar mönsteröverföringsåtergivning mellan stämpeln och substratet. I den andra och tredje konfigurationen aktiveras diffusionsvägarna genom porösa nätverk som införs antingen i substratet (dvs. porösa Si) eller i katalysatorn (dvs. poröst guld) och hög mönsteröverföringsnoggrannhet uppnås. Masstransporten genom porösa material spelar således en avgörande roll för att möjliggöra spridning av reaktanter och reaktionsprodukter till och från kontaktgränssnittet9,18,19,20. Ett schema över alla tre konfigurationerna visas i bild 1.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61040/61040fig1.jpg"> Bild 1: Scheman för Mac-Imprint-konfigurationer. Denna siffra belyser porösa materials roll för att möjliggöra diffusion av reagerande arter genom substratet (dvs. fall II: porösa Si) eller i stämpeln (dvs. fall III: katalysator tunnfilm av poröst guld). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61040/61040fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av den här figuren.</a>
I detta dokument diskuteras Mac-Imprint-processen noggrant, inklusive frimärksberedning och substratförbehandling tillsammans med Mac-Imprint själv. Substratförbehandlingssektionen inom protokollet inkluderar Si wafer-rengöring och Si wafer-mönstring med torr etsning och substratanodisering (valfritt). Vidare är en stämpelberedningssektion indelad i flera procedurer: 1) PDMS replika formning av Si master mögel; 2) UV-nanoimprinting av ett fotoresistskikt för att överföra PDMS-mönstret; och 3) katalytisk skiktdeposition via magnetronsputtering följt av dealloying (valfritt). Slutligen, i Mac-Imprint-avsnittet presenteras Mac-Imprint-installationen tillsammans med Mac-Imprint-resultaten (dvs. Si yta 3D-hierarkisk mönstra) .

<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

Metallassisterad elektrokemisk prägling (Mac-Imprint) är en kombination av metallassisterad kemisk etsning (MACE) och nanoimprintlitografi som kan direkt mönstra 3D-mikro- och nanoskalafunktioner i monokristallin grupp IV (t.ex. Si) och III-V (t.ex. GaAs) halvledare utan behov av offermallar och litografiska steg. Under denna process tas en återanvändbar stämpel belagd med en ädelmetallkatalysator i kontakt med en Si-skiva i närvaro av en blandning av fluorvätesyra (HF) och väteperoxid (H2O2), vilket leder till selektiv etsning av Si vid kontaktgränssnittet för metall-halvledare. I detta protokoll diskuterar vi de stämpel- och substratberedningsmetoder som tillämpas i två Mac-Imprint-konfigurationer: (1) Porous Si Mac-Imprint med en solid katalysator; och (2) Solid Si Mac-Imprint med en porös katalysator. Denna process är hög genomströmning och kan centimeterskala parallella mönster med sub-20 nm upplösning. Det ger också låg defekttäthet och stor yta mönstrar i en enda operation och kringgår behovet av torr etsning såsom djup reaktiv jon etsning (DRIE).

Scanningelektronmikroskop (SEM) bilder, optiska mikroskop skanningar (figur 9) och atomkraftmikroskopi (AFM) skanningar (figur 10) erhölls för att studera de morfologiska egenskaperna hos Mac-Imprint-stämplarna och präglade Si-ytor. Tvärsnittsprofilen för det präglade fasta Si jämfördes med den använda porösa Au-stämpeln (figur 10). Mönsteröverföringstrohet och porös Si-generation und...

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

Ett protokoll för metallassisterad kemisk prägling av 3D-mikroskalefunktioner med sub-20 nm formnoggrannhet i fasta och porösa kiselplattor presenteras.

Metallassisterad elektrokemisk nanoimprintning av porösa och fasta kiselplattor

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

Vårt protokoll tillhandahåller en ny mönstrametod för kisel som möjliggör skapandet av tredimensionella hierarkiska mikrostrukturer som möjliggör design av metakirurgiska mikrooptiska element och vågledare. Detta protokoll möjliggör replikering av 3D-strukturer från polymera och hårda formar till monokristallina och porösa kiselplattor i ett enda steg. Och samtidigt ger sub 100 nanometer upplösningar i alla tre riktningarna.Porös kisel och kisel i sig är bra material för tillverkning av optiska biosensorer och infraröda optiska enheter. Vi förväntar oss dock att denna teknik kommer att expandera till gruppen III-V halvledare och även bortom. Stämpel till substratspets och lutningsjustering är extremt viktigt för ett enhetligt Mac-avtryck.Enligt detta protokoll kan justeringen utföras genom monteringsstämpel på hållaren medan den är i kontakt med substratet. För att förbereda en stämpel för Mac-avtrycket, rengör först kiselmästarformen med RCA-1-lösningen enligt stegen som beskrivs i protokollet och placera sedan en ren kiselmästarform i en petriskål i plast inuti en desiccator. Använd en plastpipett för att lägga till några droppar PFOCS till en plastvägningsbåt och placera vägbåten bredvid skålen med huvudformen.Slå på vakuumpumpen, öppna desiccatorventilen och applicera vakuum i 30 minuter. Medan vakuumet appliceras, använd en glasspatel för att blanda basen och härdningsmedlet från ett kiselelastomersats med ett 10-till-ett-förhållande i 10 till 15 minuter. I slutet av uttorkningen, ta bort vägbåten från desiccatorn och distanserna under kiselmästarformen och täck sedan försiktigt huvudformen med ett två till tre millimeters lager av det nyberedda PDMS.För att avgasa PDMS efter att ha öppnat desiccatorventilen, applicera vakuum i ytterligare 20 minuter eller tills bubblorna försvinner. I slutet av den andra uttorkningsperioden överför du skålen till en 80 grader Celsius kokplatta. Efter två timmar, använd en skalpell för att trimma kanterna på det härdade PDMS inuti plastskålen Petri och använd pincett för att försiktigt ta bort PDMS-formen från kiselmästarform.För fotoresist UV-nanoimprinting, använd en skrivare för att klyva ett 2,5 med 2,5 centimeter kiselchip ur kiselskivan, rengör det med RCA-1-lösningen enligt stegen som beskrivs i protokollet och placera sedan det rena chipet på vakuumchucken i en spinnkava. Ställ in spinnbeläggningsparametrarna som anges för att applicera ett 20 mikrometer tjockt lager av fotoresist på chipet och tryck på VAC ON för att applicera vakuum på systemet. Häll 1,5 milliliter SU-8 2015-fotoresisten på mitten av chipet och stäng spinnbeläggningslocket.Tryck sedan på Start för att starta snurret. I slutet av spinn, tryck på VAC OFF för att stänga av vakuumet och använd pincett för att ta bort det fotoresistbelagda chipet. Placera försiktigt PDMS-formen på den fotoresistbelagda kiselchipmönstret sida ner och tryck manuellt formen i chipet.Placera en UV-transparent glasplatta ovanpå PDMS för att applicera 15 gram per kvadratcentimeter tryck på formen och chipet och exponera inställningen för sex watt UV-ljus i två timmar. I slutet av bestrålningsperioden, använd pincett för att långsamt ta bort formen från chipet i riktning parallellt med riktningen för det härdade fotoresistmönstret. För att deponera ett 250 nanometer tjockt guld/silverlegeringsskikt på chipet, deponera först 20 nanometer tjockt lager krom och 50 nanometer tjockt lager guld som det beskrivs i textprotokollet.Klicka sedan på GUN 1 OPEN för att öppna guld- och silverpistolens slutare. Ställ in tiden för processen till 16,5 minuter och ställ in dc-intningen till 58 och RF-inställda punkten till 150. Klicka på Rotation och ställ in argonflödet på 50 standardcentimeter per minut.Klicka på Argon, DC Supply och RF Supply. När signalplatåerna, ställ in argonkontrollen på fem. Klicka på Starta i noll tjocklek för att starta kristalltjockleksmonitorn och för att riva tjockleken.Klicka på Tidsbest med tiden för att starta den tidsstyrda processen och klicka på PLATEN SHUTTER Solid för att öppna plåtluckan. Klicka på noll tjocklek igen. När sputtrandet slutar klickar du på Fast för att stänga den pläterade solida slutaren och tryck på Tryck på vent för att ventilera magnetronsputterkammaren.För att avlegera den silver/guldlegeringsbelagda Mac-imprint-stämpeln, blanda först avjoniserat vatten och salpetersyra i ett 1-till-1-förhållande i en glasbägare och placera bägaren på en omrörande kokplatta. Sänk ner en perforerad PTFE-provhållare i blandningen och värm lösningen upp till 65 grader Celsius med konstant omrörning vid 100 varv per minut. När lösningen har nått måltemperaturen, placera den mönstrade guld-/silverlegeringsbelagda Mac-avtrycksstämpeln i hållaren i två till 20 minuter.Efter avlegering släcker du Mac-avtrycksstämpeln i rumstemperatur avjoniserat vatten i en minut. För att utföra stämpel till substratjustering, placera stämpeln vänd nedåt ovanpå kiselchip i elektrokemisk cell, lägg till en droppe SU-8 på baksidan av stämpeln. Ta PTFE-staven i kontakt med SU-8 och härda den på plats under torra förhållanden under UV-ljus i två timmar.Kontakten är ca 86 millimeter från hempositionen. För att utföra en Mac-präglingsoperation, rengör mönstrat kiselchip med RCA-lösning enligt stegen som beskrivs i protokollet och placera den sedan i mitten av en elektrokemisk cell och placera cellen under en PTFE-stång med Mac-avtrycksstämpeln. Blanda etsningslösningen av fluorvätensyra och väteperoxid vid ett 17-till-ett-förhållande inuti en PTFE-bägare.Efter fem minuter, använd en plastpipett för att lägga till etsningslösningen till den elektrokemiska cellen. För att placera Mac-avtrycksstämpeln i kontakt med mönsterchipet, ta ner stämpeln med cirka 86 millimeter och flytta sedan stämpeln ner från kontaktpositionen med cirka 300 till 1 000 mikrometer för att uppnå önskad kontaktkraft. Håll Mac-avtrycksstämpeln i kontakt med chipet från en till 30 minuter innan du klickar på Hem för att återföra stången till hempositionen.Använd en pipett för att försiktigt aspirera etsningslösningen från cellen och skölja det präglade kiselchipet med isopropylalkohol och avjoniserat vatten. Torka sedan chipet med ren torr luft. Scanningelektronmikroskopbilder kan erhållas för att studera de morfologiska egenskaperna hos de guldbelagda Mac-präglade stämplarna och de resulterande präglade kiselytorna.I denna representativa analys jämfördes tvärsnittsprofilen för den präglade fasta kisel som erhållits genom atomkraftsskanning med den använda porösa guldstämpeln. Mönsteröverföringstrohet och porös kiselgenerering under Mac-avtryck var två huvudkriterier för att analysera den experimentella framgången. Mac-avtrycket ansågs framgångsrikt om stämpelmönstret överfördes exakt till kiseln och inget poröst kisel genererades under Mac-avtrycket.Här kan resultaten av ett suboptimalt experiment där en brist på mönsteröverföringsåtergivning och en porös kiselgenerering inträffade under Mac-avtrycket observeras. Det är viktigt att komma ihåg att Mac-avtryck av kisel involverar fluorvätesyra, som är livshotande ämne och att följa ett säkerhetsprotokoll och bära lämplig personlig skyddsutrustning är av största vikt. När du använder frimärken belagda i poröst guld för att underlätta masstransport.Efter detta förfarande kan etsningslösningens sammansättning eller kontaktkraften varieras för att studera processens kinetik eller stämpelhållbarheten.

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 av funktionella material, en mångsidig Kompletterande Mönster replikering Metod för Nanoimprinting

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.

Tillverkning av VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Luftceller för elektrokemiska Testing

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.

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.

Tillverkning av enhetliga håligheter i nanoskala 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 ...

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.

Protokollet av Elektro Test och karakterisering av aprotiskt Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; Batteri

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.

Emission Spektroskopiska Boundary Layer Undersökning under ablativ Material Testing Plasma

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.

Elektrokemisk etsning och karakterisering av Sharp Field utsläppspunkter för Electron Impact jonisering

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.

Tillverkning av White Light-emitting elektrokemiska celler med stabil Emission från 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.

Experimentella metoder för spinn - och vinkel-löst Photoemission spektroskopi kombinerat med polarisering-variabel 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 ...

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.

En Silicon-tippas fiberoptiska avkänning plattform med hög upplösning och snabb respons

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