인텔은 허가 번호 414305를 통해이 사업에 자금을 지원하고, 오레곤 나노 기술 및 마이크로 공학 이니셔티브 (ONAMI)는 매칭 펀드를 제공했다. 우리는 기꺼이이 작업의 모든 단계에서 박사 제임스 블랙웰의 지원과 조언을 인정합니다. 특별 감사는 입자의 위치 통계를 분석 드류 Beasau 첼시 베네딕토로 이동합니다. 우리는 전자 빔 리소그래피 그의 도움을, 오레곤, 유진의 대학에서, 원고 박사 커트 Langworthy주의 깊게 읽기 교수 회관 감사, OR.

1. 유도체 화 및 실리콘 웨이퍼의 표면을 특성화 <ol><li> 미국의 라디오 공사 (RCA) 청소 솔루션 SC1 및 SC2를 사용하여 웨이퍼의 표면을 청소합니다. </li><li> 용적 다음과 같은 화학 물질을 혼합하여 SC1 및 SC2를 준비합니다 : SC1 : H 2 O 2 : NH 4 OH : H 2 O = 1 : 1 : 5 V / V 및 SC2 : H 2 O 2 : 염산 : H 2 O = 1 : 1 : 5 v / V를. <ol><li> 70 ° C에서 10 분 동안 SC1의 웨이퍼를 담가하고 탈 이온수 세척을 수행합니다. </li><li> (세척 한 다음 70 ℃에서 10 분) SC2에 대해 유사한 프로토콜을 따르십시오. 주 : 세정 절차 및 유기 이온 성 불순물을 제거하고, 실리콘 웨이퍼의 실리콘 산화막의 표면에 실라 놀기를 생성한다. </li></ol></li><li> AATMS으로 실리콘 웨이퍼의 표면을 유도체 화 <ol><li> 0.05 M AATMS에서 청소 실리콘 웨이퍼를 품어 (D에서 제조20 분 동안 80 ℃에서 스피 톨루엔). 질소 기류하에 5 5 분 동안 순수한 톨루엔 실온에서 100 W의 초음파 처리기에서 분 건조 용 초음파 처리. </li></ol></li><li> 유도 된 실리콘 웨이퍼의 표면을 특성화 <ol><li> 고니 오 미터 및 ImageJ에 소프트웨어 (25)를 사용하여 접촉각을 측정한다. </li><li> 엘 립소 미터를 사용하여 필름의 두께를 결정한다 (HE-Ne 레이저 광원, 70 °의 λ 632.8 nm의 고정 입사각 =) 25. </li><li> X 선 광전자 분광법 (XPS) (25)에 의해 표면 원소 조성 추정된다. </li></ol></li></ol> 2. 전자 빔 패터닝 <ol><li> 스핀 코팅, 포토 레지스트 (60 초 동안 4000 rpm에서 AATMS- 유도 웨이퍼 상에 2 % 폴리 (아니 솔 중의 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA)). </li><li> (120)의 포토 레지스트 막을 건조를 180 ℃에서 막을 프리 베이크. </li><li> 레지스트 막 두께를 측정엘 립소 미터를 사용. 헬륨 - 네 레이저 광원, λ = 632.8 nm의, 70 °의 입사각에 고정되어 있는지 확인합니다. 실리콘 웨이퍼 등의 반 사면을 사용하여 검출기 신호를 최대화하기 위하여 시료 스테이지 최적화. 레지스트 막 두께를 측정하기 위해 연결된 PC에서 엘 립소 미터의 측정 프로그램 (GEMP)를 사용한다; 이 약 100nm해야합니다. </li><li> E-빔 노출 : <ol><li> 전자빔 노광 장치에 고진공 챔버로 웨이퍼를 이동. </li><li> 전자빔 (30 kV의 가속 전압 (37)는 pA 빔 전류)가 10 ㎛의 개구를 통과하고, 24 μC / cm 3 투여 량을 제공하는 사용 포커 도트 홀 패턴을 만든다. </li><li> 원하는 홀 직경 (80 ㎚) 및 피치 (200 ㎚)의 포커 도트 형 구멍 패턴을 생성하기 위해 필요에 따라 패턴 피치와 투여 량을 조정합니다. </li><li> 전자빔 챔버로부터 웨이퍼를 제거한다. </li></ol></li><li> 리소그래피 패턴을 개발 : <ol><li> 시작70의 메틸 이소 부틸 케톤 / 이소 프로필 알코올 용액 (: 3 (V V) MIBK / IPA, 1) 패턴의 개발. </li><li> 30 초 동안 IPA에 집중하여 더 개발하기 위해 계속합니다. 30 초 동안 탈 이온수 세척하여 개발을 완료합니다. 질소 기류하에 상기 웨이퍼를 건조. </li></ol></li></ol> E-빔 패턴 홀에 GNPs 3. 증착 참고 : 패턴 구멍에 GNPs의 증착은 두 가지 방법을 사용한다. <ol><li> 한나라당 솔루션의 프리 패터닝 된 웨이퍼 (방법 1)을 빠져. <ol><li> 한나라당의 크기 및 구멍의 직경에 따라 24 ~ 48 시간에 대한 GNP 현탁액 매체 샘플을 떠난다. 7.0 × 10 (11) NP에 / ㎖를 포함하는 20 나노, 구연산 덮인 한나라당 서스펜션을 사용합니다. 참고 : 하나는 10 ~ 100 nm의에서 한나라당의 크기와 5.7에서 농도 범위를 사용할 수있다 × 10 12-5.7 × 10 테드 펠라에 의해 제공되는 9 NP에 / mL로. 증착 밀도 따르는 유의D 및 t는 나노 입자 및 증착 시간의 확산 계수이다 확산 법칙 ̴ (DT)의 1/2은 각각 (참고 20,도 2c에 논의 된 바와 같이, 즉,보다 작은 입자는, 증착에 짧은 시간이 걸릴). </li></ol></li><li> 패턴 웨이퍼에 스프레이 예금 GNPs (방법 2) <ol><li> 증발시켜 GNPs을 증착 수평 배치 된 패터닝 된 기판 상 GNPs의 용액을 스프레이. 분무가 기판 표면에 수직으로 향하도록 휴대용 분무기 (방법 2)의 방향. </li><li> 전체 기판 표면을 습윤 현탁 용액의 충분한 양을 살포. 참고 : 큰 구멍에 다수의 나노 입자를 강제하지 않도록 10 배에서 한나라당 서스펜션을 희석 할 필요가있다. </li><li> 10 분 동안 증발시킨 제어를 생성하기 위해 30 ~ 35 ℃로 유지 된 핫 플레이트 상에 시료를 인큐베이션. </li></ol></li><li> 어느 방법에 의해 증착 (후1 또는 방법 2), 온화하게 초음파 처리 (100 W)을 탈 이온수에 샘플을 50 초 동안 질소 기류에서 건조. </li></ol> 4. 주사 전자 현미경 영상 참고 : 기존의 하향식 및 단면 SEM 영상을 관련 연구의 두 가지 유형. <ol><li> 하향식 SEM 이미지를 들어, 포토 레지스트 막에 대한 손상을 방지하기 위해 300 ~ μA의 전류에서 5 kV의 가속 전압 전자 빔을 사용한다. 주의 : 최저 전압 및 전류를 설정하면, 포토 레지스트의 사슬 절단 반응을 줄이기 위해 필요하다. 이러한 사슬 절단 반응 차례로 후술 레지스트 리플 로우 공정에 대한 동작 온도에 영향을 고분자의 유리 전이 온도를 감소시킨다. </li><li> 단면 영상 : <ol><li> 스퍼터 코팅 두께의 금막 10 nm의 PMMA 포토 레지스트 위에 이온빔의 손상을 방지 할 수있다. 30 kV의 93에서 운영하는 집중 조지아 이온 빔을 사용하여펜실바니아 구멍을 잘라. 정상적인 수평 위치에서 웨이퍼를 기울여 단면 SEM 이미지를 얻습니다. </li></ol></li></ol> 패턴 구멍에 GNPs 주위에 PMMA 포토 레지스트 5. 리플 로우 <ol><li> 미리 결정된 유리 전이 온도 이하로 3 분 동안 T 리플 로우 (100 ℃)에서 핫 플레이트상에서 패터닝 된 기판을 가열하고, T의 g (110 ° C), 950,000g / 몰 PMMA의; 폴리머에 대한 리플 로우의 비율은 1.7 ± 0.1 nm의 / s로했다. 주의 : 매우 빠르고 리플은 선도 이전 탓 전자선에 노출시 중합체 주쇄의 절단에, 주 사형 전자 현미경 (SEM)으로 촬영 중에 E 빔에 노출되었던 패턴 영역에 대해 발생한 T g의 감소. 이러한 관찰은 X 선 방사선에 노출을 감소 T 주목 Keymeulen 동료로부터의 연구에 의해지지된다PMMA (26)의 g. </li></ol> 6. 건식 및 습식 에칭 <ol><li> 리플 로우 후 PMMA의 얇은 막으로 덮여 GNPs을 노출하는 산소 플라즈마에 충분한 기간 (55들)에 대한 드라이 에칭. 조심 타원 또는 얇은 막 두께 모니터를 사용하여 시간의 함수로서 PMMA 필름 에칭 속도를 모니터링한다. 참고 : 너무 오래 에칭하는 것은 완전히 PMMA 필름을 제거 할 동안 너무 짧은 에칭 기간은 GNPs을 노출하지 않을 수 있습니다. 950 kDa의 PMMA를 들어, 에칭 속도, 에칭 시간은 55 (S)을 필요 1.5 나노 미터 / 초였다. </li><li> 요오드 결정 (I 2) 1.0 g, 요오드화 칼륨 4.0 g (KI)을 10 분 동안 40㎖의 탈 이온수를 함유하는 요오드 용액을 이용하여, 리플 로우 이후의 컨택트 홀 저부에 습식 에칭 GNPs. 주 : 요오드화 칼륨 용액에 요오드의 용해도를 향상시키고, 금, 에칭을 용이하게한다. 요오드와 금의 반응 (2AU + I 2 → 2 AUI)의 금을 생산실온에서 수용액에 약간 가용성 인 요오드화. </li></ol> 7. 입자 변위, 밀도 및 채우기 분수의 계산 <ol><li> 구멍 센터와 GNP의 변위를 찾기 : <ol><li> 한편으로 이러한 라인들의 교차에 설치 홀 중심 구멍에 각각의 행과 열을 통해 수평 및 수직 최적 직선을 그릴 (도 2A 및 2B). 계산에 적어도 500 홀을 포함합니다. </li><li> 수동 나노 홀 (즉, 변위)이 증착되었다 (도 2b)의 중심에 각각 나노 입자의 위치, (R)을 결정한다. </li></ol></li><li> 표준 스프레드 시트 프로그램을 사용하여 변위 히스토그램 대 입자 수를 결정합니다. </li><li> 입자 밀도의 계산 : ρ = N (입자 수) / 단위 면적 (㎛의 2) <ol&gt; <li> 먼저, 고정 폭 (R 구멍의 반경 ≈R / 10)과 링의 환형 영역을 결정하는 두 반경 (R 1, R 2) (R)의 변위에 (= (R (1)에 의해 경계 지어 + R (2)) / 2); <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/54551/eq2.jpg" /> . </li><li> 위의 단계 7.2 구성된 히스토그램으로부터 영역에서 입자의 개수 N을 합계. </li><li> R의 함수 R = R, 정공 반경 종료 10와 동일한 절차를 생성하는 과정을 반복한다. </li></ol></li><li> 비선형 최소 제곱 방법 (도 2a, 인셋) (20)를 사용하여 가우시안 곡선으로 변위 데이타 대 입자 밀도를 장착한다. 증착 및 피팅 불확실성에 대한 변위 (σ 증착)의 표준 편차의 압축을 풉니 다. </li><li> 위의 반복도 2c에 도시 된 SEM 이미지를 사용하여 포토 레지스트의 리플 로우 후의 SEM 패턴 절차. 주 : 리플 구멍 사라지게 한 후, 구멍 중심에 대한 최적 값을 결정하기 GNP 위치에서 최적의 수평 및 수직 선을 그릴. 단계 7.1에서와 같이 입자 변위를 계산하고 단계 7.2-7.4에서 묘사 프로토콜 다음 결합 된 σ 전체의 압축을 풉니 다. 참고 : 여기에, 결합 또는 총 인해 증착 및 리플 로우 단계에 GNP의 전체 변위를 의미한다. </li><li> 구멍의 수,도 2b에 채워진 정공의 개수의 비율을 추정하여 충전 비율을 결정한다. </li></ol>

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	<li>Moore, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cramming+more+components+onto+integrated+circuits.">Cramming more components onto integrated circuits.</a> Electronics. 38 (8), 114 (1965).</li><li>Moore, G. E., Allen, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lithography+and+the+future+of+Moore's+law.">Lithography and the future of Moore's law.</a> SPIE Proc.: Advances in Resist Technology and Processing XII. 2438, 2-17 (1995).</li><li>Rayleigh, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+theory+of+optical+images,+with+special+reference+to+the+microscope.">On the theory of optical images, with special reference to the microscope.</a> The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and J. Sci. 42 (255), 167-195 (1896).</li><li>Levenson, M. D., Viswanathan, N. S., Simpson, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+resolution+in+photolithography+with+a+phase-shifting+mask.">Improving resolution in photolithography with a phase-shifting mask.</a> IEEE Trans. Electron Devices. 29 (12), 1828-1836 (1982).</li><li>French, R. H., Tran, H. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immersion+Lithography:+Photomask+and+Wafer-Level+Materials.">Immersion Lithography: Photomask and Wafer-Level Materials.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 39 (1), 93-126 (2009).</li><li>Borodovsky, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complementary+Lithography+at+Insertion+and+Beyond.">Complementary Lithography at Insertion and Beyond.</a> , (2012).</li><li>Reiser, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Photoreactive Polymers: the Science and Technology of Resists. , (1989).</li><li>Brunner, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+optical+lithography+will+live+forever.">Why optical lithography will live forever.</a> J. of Vac. Sci. &amp; Technol. B: Microelectronics and Nanometer Structures. 21 (6), 2632-2637 (2003).</li><li>Tran, H., Jackson, E., Eldo, J., Kanjolia, R., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemical+reactivity+of+bis-carbamate+photobase+generators.">Photochemical reactivity of bis-carbamate photobase generators.</a> , 1683-1688 (2011).</li><li>Hallett-Tapley, G. L., 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=Single+component+photoacid/photobase+generators:+potential+applications+in+double+patterning+photolithography.">Single component photoacid/photobase generators: potential applications in double patterning photolithography.</a> J. Mater. Chem. C. 1 (15), 2657-2665 (2013).</li><li>Krysak, M., De Silva, A., Sha, J., Lee, J. K., Ober, C. K., Henderson, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+glass+resists+for+next-generation+lithography.">Molecular glass resists for next-generation lithography.</a> Proc. SPIE: Advances in Resist Materials and Processing Technology XXVI. 7273, 72732N (2009).</li><li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bottom-up+assembly+of+large-area+nanowire+resonator+arrays.">Bottom-up assembly of large-area nanowire resonator arrays.</a> Nat Nano. 3 (2), 88-92 (2008).</li><li>Thiruvengadathan, R., 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=Nanomaterial+processing+using+self-assembly-bottom-up+chemical+and+biological+approaches.">Nanomaterial processing using self-assembly-bottom-up chemical and biological approaches.</a> Rep. Prog. Phys. 76 (6), 066501 (2013).</li><li>Tsai, H. Y., Zhang, Y., Oehrlein, G. S., Lin, Q., 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=Pattern+transfer+of+directed+self-assembly+(DSA)+patterns+for+CMOS+device+applications.">Pattern transfer of directed self-assembly (DSA) patterns for CMOS device applications.</a> Proc.SPIE Advanced Etch Technology for Nanopatterning II. 8865, 86850L-86850L (2013).</li><li>Hawker, C. J., Russell, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Block+Copolymer+Lithography:+Merging+&amp;#34;Bottom-Up&amp;#34;+with+&amp;#34;Top-Down&amp;#34;+Processes.">Block Copolymer Lithography: Merging &amp;#34;Bottom-Up&amp;#34; with &amp;#34;Top-Down&amp;#34; Processes.</a> MRS Bulletin. 30 (12), 952-966 (2005).</li><li>Lin, Y., 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=Self-directed+self-assembly+of+nanoparticle/copolymer+mixtures.">Self-directed self-assembly of nanoparticle/copolymer mixtures.</a> Nature. 434 (7029), 55-59 (2005).</li><li>Cheng, J. Y., 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=Simple+and+Versatile+Methods+To+Integrate+Directed+Self-Assembly+with+Optical+Lithography+Using+a+Polarity-Switched+Photoresist.">Simple and Versatile Methods To Integrate Directed Self-Assembly with Optical Lithography Using a Polarity-Switched Photoresist.</a> ACS Nano. 4 (8), 4815-4823 (2010).</li><li>Wong, H. S. P., Bencher, C., Yi, H., Bao, X. Y., Chang, L. W., Tong, W. .. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Block+copolymer+directed+self-assembly+enables+sublithographic+patterning+for+device+fabrication.">Block copolymer directed self-assembly enables sublithographic patterning for device fabrication.</a> Proc. SPIE. 8323, Alternative Lithographic Technologies IV, (2012).</li><li>Chan, J. C., Hannah-Moore, N., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Deposition+of+Tin+Oxide+and+Silver+Nanoparticles+Using+Microcontact+Printing.">Controlled Deposition of Tin Oxide and Silver Nanoparticles Using Microcontact Printing.</a> Crystals. 5 (1), 116-142 (2015).</li><li>Morakinyo, M. K., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+the+effects+of+shot+noise+using+nanoparticles.">Reducing the effects of shot noise using nanoparticles.</a> J. Mater. Chem. C. 3 (5), 955-959 (2015).</li><li>Cui, Y., 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=Integration+of+Colloidal+Nanocrystals+into+Lithographically+Patterned+Devices.">Integration of Colloidal Nanocrystals into Lithographically Patterned Devices.</a> Nano Lett. 4 (6), 1093-1098 (2004).</li><li>Huang, H. W., Bhadrachalam, P., Ray, V., Koh, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-particle+placement+via+self-limiting+electrostatic+gating.">Single-particle placement via self-limiting electrostatic gating.</a> Appl. Phys. Lett. 93 (7), 073110-073113 (2008).</li><li>Ma, L. 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=Electrostatic+Funneling+for+Precise+Nanoparticle+Placement:+A+Route+to+Wafer-Scale+Integration.">Electrostatic Funneling for Precise Nanoparticle Placement: A Route to Wafer-Scale Integration.</a> Nano Lett. 7 (2), 439-445 (2007).</li><li>Richard Bowen, W., Filippov, A. N., Sharif, A. O., Starov, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+the+interaction+between+a+charged+particle+and+a+pore+in+a+charged+membrane+surface.">A model of the interaction between a charged particle and a pore in a charged membrane surface.</a> Adv. Colloid Interface Sci. 81 (1), 35-72 (1999).</li><li>Morakinyo, M. K., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positional+control+over+nanoparticle+deposition+into+nanoholes.">Positional control over nanoparticle deposition into nanoholes.</a> , 1677-1682 (2011).</li><li>Keymeulen, H. R., 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=Measurement+of+the+x-ray+dose-dependent+glass+transition+temperature+of+structured+polymer+films+by+x-ray+diffraction.">Measurement of the x-ray dose-dependent glass transition temperature of structured polymer films by x-ray diffraction.</a> J. Appl. Phys. 102 (1), 013528 (2007).</li><li>Feng, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resist+Reflow+Method+for+Making+Submicron+Patterned+Resist+Masks.">Resist Reflow Method for Making Submicron Patterned Resist Masks.</a> US patent A. , (1977).</li><li>You, J. 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=Position+Shift+Analysis+in+Resist+Reflow+Process+for+Sub-50+nm+Contact+Hole.">Position Shift Analysis in Resist Reflow Process for Sub-50 nm Contact Hole.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 48 (9), 096502 (2009).</li><li>Montgomery, P. K., Fedynyshyn, T. 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=Resist+reflow+for+193-nm+low-K1+lithography+contacts.">Resist reflow for 193-nm low-K1 lithography contacts.</a> Proc. SPIE Advances in Resist Technology and Processing XX. 5039, 807-816 (2003).</li><li>King, W. 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=Atomic+force+microscope+cantilevers+for+combined+thermomechanical+data+writing+and+reading.">Atomic force microscope cantilevers for combined thermomechanical data writing and reading.</a> Appl. Phys. Lett. 78 (9), 1300-1302 (2001).</li><li>Chuo, Y., 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=Rapid+fabrication+of+nano-structured+quartz+stamps.">Rapid fabrication of nano-structured quartz stamps.</a> Nanotechnology. 24 (5), 055304 (2013).</li><li>Moreau, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Semiconductor Lithography: Principles, Practices, and Materials. , 419 (2012).</li><li>Chan, J. C., Tran, H., Pattison, J. W., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+pyrolytic+synthesis+of+silicon+nanowires.">Facile pyrolytic synthesis of silicon nanowires.</a> Solid-State Electron. 54 (10), 1185-1191 (2010).</li><li>Tran, H. A., Rananavare, S. 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+and+characterization+of+N-+and+P-+doped+tin+oxide+nanowires.">Synthesis and characterization of N- and P- doped tin oxide nanowires.</a> , (2011).</li><li>Tran, H. A., Rananavare, S. B., Morris, J. E., Iniewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+39,+Synthesis+and+Characterization+of+n-+and+p-Doped+Tin+Oxide+Nanowires+for+Gas+Sensing+Applications.">Ch. 39, Synthesis and Characterization of n- and p-Doped Tin Oxide Nanowires for Gas Sensing Applications.</a> Nanoelectronic Device Applications Handbook . , (2013).</li></ol>

저자는 공개 아무것도 없어.

리소그래피 총 잡음 (SN)는 주어진 나노 영역에 도달하는 광자들 또는 입자들 (N)의 수가 통계적 변동 간단한 결과이다; 이것은 광자 / 입자의 개수의 제곱근에 반비례한다 : <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/54551/eq3.jpg" /> A와 R은 각각 영역과 노광 영역의 크기, 어디. 예를 들어, 52 mJ의 / ㎠의 노광량에서의 ArF 193 나노 미터 (6.4 EV) 패턴 50 ...

무어의 법칙 1, 2 (1)에 의해 정량화으로 연산 능력의 기하 급수적 인 성장은, 광학 리소그래피의 진보적 발전의 결과이다. 이 하향식 패터닝 기술은 달성 가능한 해상도, R에서, 공지 롤리 정리 3에 의해 주어진다 : <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/54551/eq1.jpg" /> 여기서, λ 및 NA는 각각 빛의 파장과 개구 수이다. η 렌즈와 웨이퍼 사이의 매질의 굴절률이 NA = η * sinθ를 참고; 렌즈와 웨이퍼의 중심 사이의 θ = 탄 -1 (d / 2리터)에 직경, D, 렌즈와의 거리 (L). 지난 50 년 동안, 리소그래피 해결책은 (a) 광원의 사용을 통하여 개선 된점차적으로 작은 UV의 파장을 갖는 엑시머 레이저를 포함한 S; (b) 위상 - 시프트 마스크 (4)를 이용한 광학 설계 영리한; 및 (c)보다 높은 NA. 공기 (η = 1)에 노출, NA는 1보다하지만 액체를 도입하여 항상 작 렌즈와 웨이퍼 사이에 물 등 η 5&gt; (1)과, NA함으로써 침지 리소그래피의 해상도를 개선 한 이상 상승 할 수있다. 현재 이후 가능한 20 나노 노드에 대한 경로 및 다층 포토 레지스트 (6), (7)의 복잡한 이중 배 프로세싱을 사용하여 극단적 인 UV 소스 (λ = 13 ㎚) 또는 패터닝 기술을 포함한다. lithogra의 차원 나노 영역 원인 편차 내에 도달하는 광자의 수가 총 잡음 (SN)에 의한 나노 미터 길이 규모 통계적 변동에서<html> phic 패턴입니다. 이러한 효과는 고 에너지 EUV 광, 전자 빔, 보통 광학 리소그래피 8에 비해 적은 크기의 광자 / 입자의 순서는 필요한 시스템에 노출 더욱 현저하다. 고감도 화학 증폭 (양자 효율&gt; 1) 포토 레지스트는, 노광 nanoregions 9 10 광 반응성 분자의 수의 변화에 의한 화학적 SN을 소개한다. 더 이상 노출을 필요로 낮은 감도 포토 레지스트는 이러한 효과를 억제하지만, 그들은 또한 처리량을 줄일 수 있습니다. 분자 규모로 기여 분자 레지스트 (11)를 사용함으로써 감소 될 수있는 포토 레지스트 용 중합체에 고유 분자 크기 분포로부터 조도 에지 라인. 나노 패터닝이 하향식 처리에 상보적인 접근은 상향식 방법 (12)의 사용이다디 블록 폴리머 (14)의 지시 자기 조립 (DSA)에 특히 의존의 = &quot;외부 참조&quot;&gt; 13. 핵을 지시하는 그러한 구멍 또는 선으로 원하는 패턴 사이의 불균일 한 간격을 생성하는 프로세스의 능력은 도전 남아있다. 분자 요소 (15)의 크기 분포는 16도 규모의 제조 17, 18의 수율을 제한한다. 유사한 문제는 소프트 리소그래피 19 나노 입자의 마이크로 콘택트 인쇄를 제한합니다. 이 논문은 SN / 라인 에지 러프 니스 (LER) (20)의 효과를 감소시키기 위해 정전 관한 자기 조립 클래식 하향식 투영 노광을 결합한 새로운 하이브리드 방식 (도 1)의 시험을 나타낸다. (2- 아미노 에틸) - 긍정적 인 자기 조립 단층 N의 (SAM을)에 아민기를 충전PMMA 막을 하부 -11 아미노 운데 메 톡시 실란 (AATMS)은 현상 후 노출된다. SN-영향 구멍 (25) (24) - PMMA의 음전하 레지스트 막이 정전 부정적인 21 시트르산으로 캡핑 금 나노 입자 (GNPs)를 충전 유입 경로. 다시 흐름 PMMA의 포토 레지스트의 필름 predeposited 나노 입자를 침몰. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54551/54551fig1.jpg" /> 도 1 : 전략의 개략도 정확한 크기 NPS를 이용하여 접촉 홀들의 패턴에 대한 총 잡음 및 라인 가장자리 조도의 영향을 제거한다. 여기서, 임계 치수 (CD)는 구멍 직경의 목적이다. 접근법 (1 단계) 산화 서핑 양전하 아민기를 함유 실란 분자의 자기 조립 단분자막 (SAM)을 증착 시작실리콘 웨이퍼의 ACE. 다음으로, 전자빔 리소그래피 패턴 구멍 사용된다 (단계 2 및 3)에 삽입 된 SEM 이미지에서 도시 된 바와 같이, 샷 잡음을 생성 PMMA 포토 레지스트 막, 청색 층이다. 리소그래피는 구멍의 바닥에 아민 그룹을 노출시킨다. 4 단계는 제어 된 크기, 정전 깔때기 (EF)을 이용하여 리소그래피 패터닝 구멍 시트르산 캡핑 (음전하) 금 나노 입자 (GNPs)의 성상 증착을 수반한다. 단계 5에서, PMMA, 110 ° C의 유리 전이 온도 이하의 100 ° C로 웨이퍼를 가열에 미리 증착 된 나노 입자의 주위에 포토 레지스트의 리플 로우시킨다. 에칭이 노출 된 입자의 산소 플라즈마 (단계 6) GNPs를 노출, 이후 습식 에칭 (요오드) (7 단계)와 PMMA를 입혔다 GNPs의 크기에 해당하는 구멍을 만듭니다. 반응성 이온 / 습식 에칭을 결합 할 때의 SiO2 (단계 8) (31)에 포토 레지스트의 홀 패턴을 전사하는 것이 가능하다. 레참조 (20)으로부터 허가를 인쇄. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54551/54551fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 기판 상에 반대 전하 GNPs 아민 그룹 간의 정전 상호 작용은 결합 부위에서 GNPs의 변위를 방지한다. 리플 로우 공정은 GNPs의 상대 위치를 유지하지만, 구멍 SN / LER의 영향을 소거한다. 플라즈마 / 습식 에칭 단계는 GNP의 크기를 갖는 구멍을 재생성. 반응성 이온 에칭 그런가 2 하드 마스크 층에 자신의 패턴을 전송합니다. 상기 방법은 패턴 화 된 나노 홀 (NH)보다 균일 한 크기의 나노 입자의 사용에 의존하여, σ는 표준 편차로 표현 등 GNP σ &lt;NH σ있다. 이 보고서에서 분산 및 나노 입자의 침착을 포함하는 (도 1에서 설명한도 4 및도 5)의 단계에 중점주위에 포토 레지스트의 리플 로우는 장점과 방법의 한계를 평가합니다. 두 단계는 칩 현대 집적 회로 제조의 전류 흐름의 더 광범위한 변경을 필요로하지 않는, 원칙적으로, 더 큰 기판들로 확장 가능하다.

<table><tbody><tr><td>AATMS (95%)</td><td>Gelest Inc.</td><td>SIA0595.0</td><td>&lt;em&gt;N&lt;/em&gt;-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyltrimethoxysilane</td></tr><tr><td>Gold colloids (Ted Pella Inc.)</td><td>Ted Pella</td><td>15705-20</td><td>Gold Naoparticles</td></tr><tr><td>hydrogen peroxide</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>H325-100</td><td>Analytical grade (Used to clean wafer)</td></tr><tr><td>hydrochloric acid</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>S25358</td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>Ammonium hydroxide</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>A669S-500SDS</td><td>Analytical grade (Used to clean wafer)</td></tr><tr><td>hydrogen fluoride</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC277250250</td><td>Analytical grade(used to etch SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)</td></tr><tr><td>Toluene (anhydrous, 99.8%)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td>Analytical grade (solvent used in Self Assembly of AATMS</td></tr><tr><td>Isopropyl alcohol (IPA)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>W292907</td><td>Analytical grade (Used to make developer)</td></tr><tr><td>Methyl butyl ketone (MIBK)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>29261</td><td>Analytical grade(used to make developer)</td></tr><tr><td>1:3 MIBK:IPA developer</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Analytical grade (Developer)</td></tr><tr><td>950 k poly(methyl methacylate (PMMA, 4% in Anisole)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>182265</td><td>Photoresist for E-beam lithography</td></tr><tr><td>Purified Water : Barnstead Sybron Corporation water purification Unit, resistivity of 19.0 M&amp;Omega;cm</td><td></td><td></td><td>Water for substrate cleaning</td></tr><tr><td>Gaertner ellipsometer&amp;nbsp;</td><td>Gaertner</td><td></td><td>Resist and SAM thickness measurements</td></tr><tr><td>XPS, ThermoScientifc ESCALAB 250 instrument</td><td>Thermo-Scientific</td><td></td><td>Surface composition</td></tr><tr><td>An FEI Siron XL30</td><td>Fei Corporation</td><td></td><td>Characterize nanopatterns</td></tr><tr><td>Zeiss sigma VP FEG SEM</td><td>Zeiss Corporation</td><td></td><td>E-beam exposure and patterning</td></tr><tr><td>MDS 100&amp;nbsp; CCD camera</td><td>Kodak</td><td></td><td>Imaging drop shapes for contact angle measurements</td></tr><tr><td>Tegal Plasmod</td><td>Tegal</td><td></td><td>Oxygen plasma to etch photoresist</td></tr><tr><td>I&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>451045</td><td>Components for gold etch solution</td></tr><tr><td>KI</td><td>Sigma Aldrich</td><td>746428</td><td>Components for gold etch solution</td></tr><tr><td>Ellipsometer (LSE Stokes model L116A)</td><td>Gaertner</td><td>L116A</td><td>AATMS self assembled monolayer film thickness measurements</td></tr></tbody></table>

use of sacrificial nanoparticles to remove the effects of shot-noise in contact holes fabricated by e-beam lithography

나노 패턴은 극 자외선 (EUV) 또는 전자빔 (e-beam) 리소그래피 크기 전시 예기치 않은 변형을 제작. 이 변화는 총 잡음 (SN)에서 발생하는 소정의 나노 영역에 도달하는 광자 / 전자 수의 통계적 변동에 기인하고있다. SN은 광자 / 전자 숫자의 제곱근에 반비례. 고정 된 용량의 경우, SN은 기존 (193 ㎚) 광학 리소그래피보다 EUV 및 전자 빔 lithographies에서 더 크다. 상향식과 하향식 패터닝 방법은 나노 구멍 패턴에 촬영 노이즈의 영향을 최소화하기 위해 결합된다. 즉, 후속 PMMA 계 전자빔 레지스트의 100 nm의 필름에 스핀 코팅 된 실리콘 웨이퍼 상에 아미노 실란 계면자가 조립. 전자빔 및 후속 발전에 노출 구멍의 저부에 하부 활성제 막을 발견. 음으로 대전, 구연산 출장, 20 나노 g의 현탁액에 웨이퍼를 찍기오래 된 나노 입자 (GNP) 예금 구멍 당 하나의 입자. 구멍에 노출 된 양전하 활성제 막은 정전 영구적으로 위치 등록을 해결 노출 구멍의 중심까지 음전하 나노 입자 퍼널. 다음에, 포토 레지스트 용 중합체의 유리 전이 온도 근처의 가열에 의해, 포토 레지스트 막을 리플 로우 및 나노 입자를 삼키기. 이 과정은 SN에 의해 ​​영향을받는 구멍을 지 웁니다하지만 바인딩 강한 정전기에 의해 제자리에 고정 증착 된 GNPs을 떠난다. 산소 플라즈마 처리는 상기 포토 레지스트의 얇은 층을 에칭하여 GNPs를 공개한다. I (2)의 용액으로 노출 GNPs 습식 에칭 / KI 전자 빔 리소그래피에 의해 패터닝 압흔의 중심에 위치하는 균일 한 홀을 산출한다. 실험 방법은 10 % 이하 35 %에서 SN에 의한 구멍의 크기의 편차를 줄여 표시를 표시. 상기 방법은 아래의 20 nm의 트랜지스터의 컨택트 홀 패턴의 한계를 확장한다.

그림 2는 정전 깔때기에 의해 구동되는 60 ~ 100 nm 두께의 PMMA 필름에 패턴 80 나노 미터 직경의 구멍에 입금 20 나노 GNPs의 SEM 이미지를 보여줍니다. 등 (22)에 의해 관찰 된 바와 같이, 처리는 홀당 약 입자 결과. 구멍의 중심 주변의 입자의 분포는 가우스 (맨 오른쪽 인셋)이었다. 대부분의 구멍 (93 %)는 GNP 하나를 포함하고, 이들 입자의 95 %가 중?...

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Use of Sacrificial Nanoparticles to Remove the Effects of Shot-noise in Contact Holes Fabricated by E-beam Lithography

균일 한 크기의 나노 입자는 전자빔 (E-빔) 리소그래피에 의하여 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트)의 패터닝 된 콘택 홀 크기 (PMMA) 레지스트 필름의 변동을 제거 할 수있다. 프로세스는 포토 레지스트의 리플 로우 및 플라즈마 - 습식 에칭 단계에 이어 접촉 홀에서 센터 기탁 나노 입자에 정전 깔때기를 포함한다.

희생 나노 입자의 사용은 E-빔 리소그래피에 의해 제조 연락 홀에서 샷 노이즈의 영향을 제거하는 방법

Nano-patterns fabricated with extreme ultraviolet (EUV) or electron-beam (E-beam) lithography exhibit unexpected variations in size. This variation has ...

use-sacrificial-nanoparticles-to-remove-effects-shot-noise-contact

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

7.2K 조회수.  Portland State University.  균일 한 크기의 나노 입자는 전자빔 (E-빔) 리소그래피에 의하여 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트)의 패터닝 된 콘택 홀 크기 (PMMA) 레지스트 필름의 변동을 제거 할 수있다. 프로세스는 포토 레지스트의 리플 로우 및 플라즈마 - 습식 에칭 단계에 이어 접촉 홀에서 센터 기탁 나노 입자에 정전 깔때기를 포함한다. 

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Optical Trapping of Nanoparticles

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping and manipulating small biological particles. Ashkin and co-workers first demonstrated optical tweezers using a single focused beam1. The single beam trap can be described accurately using the perturbative gradient force formulation in the case of small Rayleigh regime particles1. In the perturbative regime, the optical power required for trapping a particle scales as the inverse fourth power of the particle size. High optical powers can damage dielectric particles and cause heating. For instance, trapped latex spheres of 109 nm in diameter were destroyed by a 15 mW beam in 25 sec1, which has serious implications for biological matter2,3.
A self-induced back-action (SIBA) optical trapping was proposed to trap 50 nm polystyrene spheres in the non-perturbative regime4. In a non-perturbative regime, even a small particle with little permittivity contrast to the background can influence significantly the ambient electromagnetic field and induce a large optical force. As a particle enters an illuminated aperture, light transmission increases dramatically because of dielectric loading. If the particle attempts to leave the aperture, decreased transmission causes a change in momentum outwards from the hole and, by Newton's Third Law, results in a force on the particle inwards into the hole, trapping the particle. The light transmission can be monitored; hence, the trap can become a sensor. The SIBA trapping technique can be further improved by using a double-nanohole structure.
The double-nanohole structure has been shown to give a strong local field enhancement5,6. Between the two sharp tips of the double-nanohole, a small particle can cause a large change in optical transmission, thereby inducing a large optical force. As a result, smaller nanoparticles can be trapped, such as 12 nm silicate spheres7 and 3.4 nm hydrodynamic radius bovine serum albumin proteins8. In this work, the experimental configuration used for nanoparticle trapping is outlined. First, we detail the assembly of the trapping setup which is based on a Thorlabs Optical Tweezer Kit. Next, we explain the nanofabrication procedure of the double-nanohole in a metal film, the fabrication of the microfluidic chamber and the sample preparation. Finally, we detail the data acquisition procedure and provide typical results for trapping 20 nm polystyrene nanospheres.

The following setup approach details low power optical trapping of dielectric nanoparticles using a double-nanohole in metal film.

나노 입자의 광학 트래핑

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

연구

공학

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detection of Biomolecules Using EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules is reported. The entire sequence of relevant experimental steps is described, involving the fabrication of nanostructured substrates using electron beam lithography, immobilization of biomolecules on the substrates, and their characterization utilizing surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Three different designs of nano-biological systems are employed, including protein A, glucose binding protein, and a dopamine binding DNA aptamer. In the latter two cases, the binding of respective ligands, D-glucose and dopamine, is also included. The three kinds of biomolecules are immobilized on nanostructured substrates by different methods, and the results of SERS imaging are reported. The capabilities of SERS to detect vibrational modes from surface-immobilized proteins, as well as to capture the protein-ligand and aptamer-ligand binding are demonstrated. The results also illustrate the influence of the surface nanostructure geometry, biomolecules immobilization strategy, Raman activity of the molecules and presence or absence of the ligand binding on the SERS spectra acquired.

We describe the fabrication and characterization of nano-biological systems interfacing nanostructured substrates with immobilized proteins and aptamers. The relevant experimental steps involving lithographic fabrication of nanostructured substrates, bio-functionalization, and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) characterization, are reported. SERS detection of surface-immobilized proteins, and probing of protein-ligand and aptamer-ligand binding is demonstrated.

표면 EBL 날조 된 나노 구조 기판을 사용하여 생체 분자의 라만 분광학 감지 강화

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules ...

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D materials is still in nascent stages, scientists cannot fully rely on traditional semiconductor techniques for related research. Delicate processes from locating the materials to electrode definition need to be well controlled. In this article, a universal fabrication protocol required in manufacturing nanoscale electronics, such as 2D quasi-heterojunction bipolar transistors (Q-HBT), and 2D back-gated transistors are demonstrated. This protocol includes the determination of material position, electron beam lithography (EBL), metal electrode definition, et al. A step by step narrative of the fabrication procedures for these devices are also presented. Furthermore, results show that each of the fabricated devices has achieved high performance with high repeatability. This work reveals a comprehensive description of process flow for preparing 2D nano-electronics, enables the research groups to access this information, and pave the way toward future electronics.

The article aims to introduce a standard and reliable fabrication procedure for the development of future low dimensional nanoelectronics.

2 차원 일렉트로닉스를 조작 하는 표준 및 신뢰할 수 있는 방법

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D ...

Polymeric Microneedle Array Fabrication by Photolithography

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a photomask consisting of embedded micro-lenses. Embedded micro-lenses were found to influence MN geometry (sharpness). Robust MN arrays with tip diameters ranging between 41.5 &#181;m &#177; 8.4 &#181;m and 71.6 &#181;m &#177; 13.7 &#181;m, with two different lengths (1,336 &#181;m &#177; 193 &#181;m and 957 &#181;m &#177; 171 &#181;m) were fabricated. These MN arrays may provide potential applications in delivery of low molecular and macromolecular therapeutic agents through skin.

Here, we present a protocol describing a mold-free fabrication process of the polymeric microneedles by photolithography.

포토 리소그래피에 의해 고분자 미세 바늘 어레이 제작

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a ...

생체공학

Single-Digit Nanometer Electron-Beam Lithography with an Aberration-Corrected Scanning Transmission Electron Microscope

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by employing an aberration-corrected scanning transmission electron microscope as the exposure tool. Here, we present results of single-digit nanometer patterning of two widely used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. The method achieves sub-5 nanometer features in poly (methyl methacrylate) and sub-10 nanometer resolution in hydrogen silsesquioxane. High-fidelity transfer of these patterns into target materials of choice can be performed using metal lift-off, plasma etch, and resist infiltration with organometallics.

We use an aberration-corrected scanning transmission electron microscope to define single-digit nanometer patterns in two widely-used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. Resist patterns can be replicated in target materials of choice with single-digit nanometer fidelity using liftoff, plasma etching, and resist infiltration by organometallics.

자리 나노미터 전자 빔 리소 그래피는 수 차 수정 스캐닝 전송 전자 현미경으로

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by ...

Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics

Controlled nanoscale manipulation of fluids is known to be exceptionally difficult due to the dominance of surface and viscous forces. Megahertz-order surface acoustic wave (SAW) devices generate tremendous acceleration on their surface, up to 108 m/s2, in turn responsible for many of the observed effects that have come to define acoustofluidics: acoustic streaming and acoustic radiation forces. These effects have been used for particle, cell, and fluid manipulation at the microscale, although more recently SAW has been used to produce similar phenomena at the nanoscale through an entirely different set of mechanisms. Controllable nanoscale fluid manipulation offers a broad range of opportunities in ultrafast fluid pumping and biomacromolecule dynamics useful for physical and biological applications. Here, we demonstrate nanoscale-height channel fabrication via room-temperature lithium niobate (LN) bonding integrated with a SAW device. We describe the entire experimental process including nano-height channel fabrication via dry etching, plasma-activated bonding on lithium niobate, the appropriate optical setup for subsequent imaging, and SAW actuation. We show representative results for fluid capillary filling and fluid draining in a nanoscale channel induced by SAW. This procedure offers a practical protocol for nanoscale channel fabrication and integration with SAW devices useful to build upon for future nanofluidics applications.

We demonstrate fabrication of nanoheight channels with the integration of surface acoustic wave actuation devices upon lithium niobate for acoustic nanofluidics via liftoff photolithography, nano-depth reactive ion etching, and room-temperature plasma surface-activated multilayer bonding of single-crystal lithium niobate, a process similarly useful for bonding lithium niobate to oxides.

음향 나노 유체학용 리튬 니오바테를 통한 표면 음향파 작동을 통합한 나노높이 채널 제조

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

Fabrication of Surface Acoustic Wave Devices on Lithium Niobate

Manipulation of fluids and particles by acoustic actuation at small scale is aiding the rapid growth of lab-on-a-chip applications. Megahertz-order surface acoustic wave (SAW) devices generate enormous accelerations on their surface, up to 108 m/s2, in turn responsible for many of the observed effects that have come to define acoustofluidics: acoustic streaming and acoustic radiation forces. These effects have been used for particle, cell, and fluid handling at the microscale&#8212;and even at the nanoscale. In this paper we explicitly demonstrate two major fabrication methods of SAW devices on lithium niobate: the details of lift-off and wet etching techniques are described step-by-step. Representative results for the electrode pattern deposited on the substrate as well as the performance of SAW generated on the surface are displayed in detail. Fabrication tricks and troubleshooting are covered as well. This procedure offers a practical protocol for high frequency SAW device fabrication and integration for future microfluidics applications.

Two fabrication techniques, lift-off and wet etching, are described in producing interdigital electrode transducers upon a piezoelectric substrate, lithium niobate, widely used to generate surface acoustic waves now finding broad utility in micro to nanoscale fluidics. The as-produced electrodes are shown to efficiently induce megahertz order Rayleigh surface acoustic waves.&#160;

리튬 니오바테에 표면 음향 파 장치의 제조

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

Expanding Nanopatterned Substrates Using Stitch Technique for Nanotopographical Modulation of Cell Behavior

Substrate nanotopography has been shown to be a potent modulator of cell phenotype and function. To dissect nanotopography modulation of cell behavior, a large area of nanopatterned substrate is desirable so that enough cells can be cultured on the nanotopography for subsequent biochemical and molecular biology analyses. However, current nanofabrication techniques have limitations to generate highly defined nanopatterns over a large area. Herein, we present a method to expand nanopatterned substrates from a small, highly defined nanopattern to a large area using stitch technique. The method combines multiple techniques, involving soft lithography to replicate poly(dimethylsiloxane) (PDMS) molds from a well-defined mold, stitch technique to assemble multiple PDMS molds to a single large mold, and nanoimprinting to generate a master mold on polystyrene (PS) substrates. With the PS master mold, we produce PDMS working substrates and demonstrate nanotopographical modulation of cell spreading. This method provides a simple, affordable yet versatile avenue to generate well-defined nanopatterns over large areas, and is potentially extended to create micro-/nanoscale devices with hybrid components.

A protocol for producing a large area of nanopatterned substrate from small nanopatterned molds for study of nanotopographical modulation of cell behavior is presented.

셀 동작의 Nanotopographical 변조를위한 나노 패턴 기판 사용 스티치 기법을 확장

Substrate nanotopography has been shown to be a potent modulator of cell phenotype and function. To dissect nanotopography modulation of cell behavior, a ...

Computer Numerical Control Micromilling of a Microfluidic Acrylic Device with a Staggered Restriction for Magnetic Nanoparticle-Based Immunoassays

Microfluidic systems have greatly improved immunoassay techniques. However, many microfabrication techniques require specialized, expensive, or complicated equipment, making fabrication costly and incompatible with mass production, which is one of the most important preconditions for point-of-care tests (POCT) to be adopted in low-resource settings. This work describes the fabrication process of an acrylic (polymethylmethacrylate, PMMA) device for nanoparticle-conjugated enzymatic immunoassay testing using the computer numerical control (CNC) micromilling technique. The functioning of the microfluidic device is shown by performing an immunoassay to detect a commercial antibody using lysozyme as a model antigen conjugated to 100 nm magnetic nanoparticles. This device integrates a physical staggered restriction of only 5 &#181;m in height, used to capture magnetic microparticles that make up a magnetic trap by placing an external magnet. In this way, the magnetic force on the immunosupport of conjugated nanoparticles is enough to capture them and resist flow drag. This microfluidic device is particularly suitable for low-cost mass production without the loss of precision for immunoassay performance.

Microfluidics is a powerful tool for the development of diagnostic tests. However, expensive equipment and materials, as well as laborious fabrication and handling techniques, are often required. Here, we detail the fabrication protocol of an acrylic microfluidic device for magnetic micro- and nanoparticle-based immunoassays in a low-cost and simple-to-use setting.

컴퓨터 수치 제어 자기 나노 입자 기반 면역 분석에 대한 엇갈린 제한이있는 미세 유체 아크릴 장치의 마이크로 밀링

Microfluidic systems have greatly improved immunoassay techniques. However, many microfabrication techniques require specialized, expensive, or ...

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of sophisticated microelectrodes with greater resolution and expanded capabilities. The progress in fabrication technology has supported the development of biomimetic electrodes, which aim to seamlessly integrate into the brain parenchyma, reduce the neuroinflammatory response observed after electrode insertion and improve the quality and longevity of electrophysiological recordings. Here we describe a protocol to employ a biomimetic approach recently classified as nano-architecture. The use of focused ion beam lithography (FIB) was utilized in this protocol to etch specific nano-architecture features into the surface of non-functional and functional single shank intracortical microelectrodes. Etching nano-architectures into the electrode surface indicated possible improvements of biocompatibility and functionality of the implanted device. One of the benefits of using FIB is the ability to etch on manufactured devices, as opposed to during the fabrication of the device, facilitating boundless possibilities to modify numerous medical devices post-manufacturing. The protocol presented herein can be optimized for various material types, nano-architecture features, and types of devices. Augmenting the surface of implanted medical devices can improve the device performance and integration into the tissue.

We have shown that the etching of nano-architecture into intracortical microelectrode devices may reduce the inflammatory response and has the potential to improve electrophysiological recordings. The methods described herein outline an approach to etch nano-architectures into the surface of non-functional and functional single shank silicon intracortical microelectrodes.

마이크로 전극에 에칭 나노 아키텍처에 초점을 맞춘 이온 빔 리소그래피

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...