This work was supported by the Air Force Office of Scientific Research grant FA9550-16-1-0011 and University of Missouri startup funds. The authors would like to thank the University of Missouri Electron Microscopy Core facility for assistance with SEM imaging and use of patterning equipment and software.

Freze için CNT Orman 1. Numunenin hazırlanması <ol><li> CNT sentezi <ol><li> Atomik tabaka birikmesini 13 veya diğer fiziksel buhar biriktirme yöntemleri kullanarak bir termal oksitlenmiş silikon gofret alüminyum oksit (alümina) 10 nm yatırın. </li><li> Depozito 14 veya diğer fiziksel buhar biriktirme yöntemi püskürtülmesi suretiyle alümina destek tabakası üzerinde demir 1 nm. </li><li> Böyle termal kimyasal buhar biriktirme 15 olarak kurulmuş bir işlem kullanılarak CNT sentez. <ol><li> helyum ve 100 SCCM hidrojen akışı 400 standart kübik santimetre (sccm) &#39;de 750 ° C&#39;ye kadar bir 20 mm çaplı tüp fırın ısıtın. yaklaşık 50 mm / dakikalık bir büyüme hızı için bir hidrokarbon besleme gazı olarak 100 SCCM etilen tanıtılması. </li></ol></li></ol></li><li> SEM Hazırlık <ol><li> Standart 1/2 &quot;çap SEM saplama karbon bant yapıştırıp. evre i devirme iseGerekli s CNT orman numunenin bölge saplama kenarına öğütülmüş olması örtüşmektedir. yazılım kontrollü elektron ışını rasterleme öğütme prosedürü kullanılacak ise, bir elektron ışını litografi CNT örnek olarak güvenceye benzer bir şekilde monte edilir. </li><li> CNT kesiti freze ise, bir ayar vidası ile 45 ° saplama sahibine saplama sabitleyin. </li><li> ESEM kontrol yazılımından &quot;Vent&quot; simgesini seçerek Esem Vent. </li><li> ESEM sahne kapağını açın ve bir ayar vidası ile SEM sahneye saplama sabitleyin. </li><li> SEM odasına kapatın ve ESEM kontrol yazılımı &quot;Yüksek Vakum&quot; seçeneğini seçin. </li><li> ESEM odası pompalama edilirken, kontrol yazılımı içinde Işın Kontrol sekmesini kullanarak 3.0 5 kV ve spot büyüklüğü elektron ışını parametreleri seçin. </li><li> Dedektörler seçerek ikincil elektron dedektörü Seçin | ESEM kontrol yazılımı ETD (SE). </li><li> kontrol yazılımı &quot;Işın On&quot; simgesini seçin.Odacıklı vakum az 10 -4 Torr bir kez ışın sadece aktif edilebilir. örnek odaklanmak için manuel SEM odak kumanda düğmelerini kullanın. </li><li> manuel tilt sahne kontrol düğmesi kullanılarak 45 ° veya ESEM yazılımının &quot;Koordinatları&quot; sekmesinde &quot;Tilt&quot; alanında 45 ° girerek örnek eğin. En yüksek numune odaklanın. Sahne seçerek çalışma mesafesi odak mesafesini bağlamak | Bağlantı Z ESEM yazılım menüsünde İleri için. kontrol yazılımı içinde &quot;Koordinatları&quot; sekmesinde &quot;Z&quot; alanına girdi 7 mm. </li><li> Odak, stigmation, parlaklığı ayarlayın ve iyi odaklanmış bir görüntü çözmek için manuel kontrol düğmeleri kullanarak kontrast. </li></ol></li><li> Yüksek Vakum Modunda Işın Ayarı <ol><li> Gezinme denetimlerini kullanarak freze için bir bölge bulun. SEM görüntüsü görünümünde ya da manuel olarak gezinmek için SEM sahne kontrolü x ve y kontrol düğmeleri çevirerek çift tıklayın. </li><li> bitişik l gidinonumu yaklaşık 100 mikron uzaklıkta freze bölgeden. </li><li> Gerilim fonksiyonu, hızlanma voltajı, piksel başına bekleme süresi ve ışın akımı olarak CNT orman kazıma tahmin etmek Şekil 1 danışın. </li><li> ESEM kontrol yazılımı kullanarak 5.0 30 kV ve nokta boyutuna ivme gerilimini ayarlamak. ESEM kontrol düğmeleri kullanarak görüntü odak, parlaklık ve kontrastı ayarlayın. tek tek veya birkaç CNTs nanometre ölçekli öğütme için, 3.0 5 kV ve spot boyutunu seçin. </li><li> manuel diyafram ayarı ile 1 mm açıklığı seçin. Daha önce açıklandığı gibi, iyi çözülmüş görüntü elde etmek için odak, stigmation, parlaklık ve kontrastı ayarlayın. </li><li> &lt;1,000X büyütme azaltın. </li></ol></li><li> Düşük Basınçlı Su Vapor SEM Kurulumu <ol><li> kontrol yazılımı açılır kutusunda 11 Pa basınç seçin. </li><li> ESEM softwa içinde &quot;Vakum&quot; ayarlarında &quot;Alçak Basınç&quot; modunu seçinsu buharı tanıtmak yeniden. </li><li> Basınç stabilizasyonu üzerine kontrol yazılımı &quot;Işın On&quot; seçeneğini seçin. &lt;10 ms bir bekleme süresi ve kontrol yazılımı açılan kutularda 1024 x 884 çözünürlük seçin. </li><li> Daha önce açıklandığı gibi görüntü parlaklığı, kontrast, odak ve stigmation ayarlayın. </li><li> İstenen freze bölgeye gidin. Tara seçerek görüntü yönünü döndürmek | Gerekirse, kontrol yazılımı Rotasyon tarayın. SEM yerli dikey ve yatay tarama yönlendirme ile aynı hizada uygun bir dönme açısı seçin. </li><li> 1 mikron mertebesinde özelliği boyutları freze için 40,000X bir büyütme seçin. 5 mikron kadar boyutları ile değirmen özellikleri 20,000X bir büyütme seçin. </li><li> &#39; &quot;&#39; Simgesini seçerek elektron ışınını Pause. CNT orman bir görüntü görüntülenir ve ışın duraklatılmışken azaltılmış alan freze bölgeleri seçmek için kullanılabilir. &lt;/ Li&gt; </ol></li></ol> 2. CNT Orman Freze <ol><li> Dikdörtgen seçilmiş alanını kullanarak CNT orman frezeleme için talimatlar <ol><li> kontrol yazılımı &#39;Azaltılmış Alanı&#39; aracını seçin ya da yazılım menüden Scan-Azaltılmış Alan&#39;ı seçin. alana azaltılmış alan dikdörtgen uzatmak öğütülmüş edilecek. </li><li> 2.048 x 1.768 görüntü çözünürlüğünü ayarlayın. 2 ms bekleme süresini artırın. 2 ms mevcut değilse, Tarama gidin | Tercihler ve &quot;Tarama&quot; sekmesini seçin. Varolan tarama zamanı seçin ve &quot;Bekleme Süresi&quot; alanına &quot;2,0 ms&quot; yazın. Menüyü kapatmak için &quot;Tamam&quot; düğmesine tıklayın. </li><li> Elektron ışını etkinleştirmek için kontrol yazılımı &#39;&#39; &quot;simgesini seçin. </li><li> Seçilen alanda bir kez üzerinde kiriş rastermiş. Adım 2.1.3 hemen sonra simgesini seçin, böylece &#39;&#39; &quot;simgesini seçin. Tarama süresi seçilen boyutuna bağlıdırAlan, çözünürlük ve bekleme süresini ve tarama alanı ve piksel başına bekleme süresi içinde piksel sayısı çarpılarak yaklaşık olarak yapılabilir. </li><li> kiriş Seçilen alanı rastering tamamlandıktan sonra &lt;1,000X büyütme azaltın. Yüksek Vakum dahil adımda 1.3, kullanılan parametreler döner. ışını meşgul &quot;Işın On&quot; seçeneğini seçin. </li></ol></li><li> Yatay bir çizgi boyunca CNT orman frezeleme için talimatlar <ol><li> Tarama giderek çizgi tarama özelliği seçin | kontrol yazılımı Line. çizgi genişliği elektron ışını kendisinin boyutu tarafından belirlenir. kontrol yazılımı açılır kutudan 2.048 x 1.768 görüntü çözünürlüğünü ayarlayın. Adım 2.1.2&#39;de ayrıntılı olarak 2 ms bekleme süresini artırın. </li><li> elektron ışını duraklatma önce iktisap hareketsiz görüntü kullanılarak alana çizgi öğütülmüş olması yerleştirin. </li><li> Videoscope simgesini seçin veya Tarama menüsüne gidin ve &quot;Videoscope.&quot; v kullanmaideoscope aracı çizgi tarama tamamen tamamlandığında geri bildirim göreli sağlar. </li><li> Hat genişliği boyunca elektron ışını tarama &#39;&#39; &quot;simgesini seçin. </li><li> Boş elektron ışını için &#39;&#39; &quot;simgesini seçin. </li></ol></li><li> Yazılım kontrollü elektron ışını rastering kullanarak CNT Orman freze için talimatlar <ol><li> Kalıp Üretimi <ol><li> AutoCAD gibi bir CAD yazılımı paketi kullanarak ilgi freze desen tasarlayın. </li><li> &quot;Nanometre Desen Üretim Sistemi&quot; (NPGS) yazılımını kullanarak, CAD desen dosyasını almak. </li><li> NPGS yazılımında seçilen &quot;Dolu Çokgenler&quot; katı özelliklere şekiller dönüştürün. </li><li> NPGS, belirli bir proje klasöründe &#39;.dc2&#39; dosyası olarak çizim kaydedin. </li><li> NPGS kullanarak, &quot;.dc2&quot; dosyasını içeren proje klasörüne gidin. Sağ &quot;.dc2&quot; dosyasını seçin ve Edit Çalıştır Dosya &quot;seçeneğiniya da &quot;NPGS kod çizim dönüştürmek için aşağıda listelenmiştir olarak verilen koşullarda desen CNT ormanları için kullanılan tipik parametreleri.: Merkez-merkez mesafesi = 5 mil Satır Aralığı = 5 nm Büyütme = 10,000X İstenilen Işın Akım = 26 Hat Doz = 100 NC / cm </li></ol></li><li> NPGS Litografi Yazılımı kullanarak Elektron Işın Freze </li><li> NPGS için SEM kontrol sağlamak için NPGS yazılım düğmesi &quot;NPGS Mode&quot; seçeneğini seçin. </li><li> desen dosyasını vurgulayın ve freze başlatmak için NPGS içinde &quot;Süreç Çalıştır Dosyası&quot; seçeneğini seçin. </li><li> desenlendirme bittiğinde NPGS yazılımı &quot;SEM Mode&quot; seçeneğini seçin. ESEM kontrol yazılımı &quot;Yüksek Vakum&quot; seçeneğini seçin. </li><li> öğütülmüş bölgeyi incelemek için &quot;Işın On&quot; seçeneğini seçin. Adım 1.3&#39;te koşulları kullanın. </li></ol></li></ol> 3. Numune Alma <ol><li> ESEM kontrol yazılımı &quot;Vent&quot; ı seçerek odasına havalandırın. </li><li> ESEM kapısını açın. ayar vidasını gevşeterek saplama çıkarın. </li><li> kamara kapağını kapatın. kontrol yazılımı &quot;Yüksek Vakum&quot; seçeneğini seçin. </li></ol>

<ol>
	<li>Labunov, V., 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=Femtosecond+laser+modification+of+an+array+of+vertically+aligned+carbon+nanotubes+intercalated+with+Fe+phase+nanoparticles.">Femtosecond laser modification of an array of vertically aligned carbon nanotubes intercalated with Fe phase nanoparticles.</a> Nanoscale Res Lett. 8 (1), 375-375 (2013).</li><li>Lim, K. 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=Laser+Pruning+of+Carbon+Nanotubes+as+a+Route+to+Static+and+Movable+Structures.">Laser Pruning of Carbon Nanotubes as a Route to Static and Movable Structures.</a> Adv Mater. 15 (4), 300-303 (2003).</li><li>Raghuveer, M. 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=Nanomachining+carbon+nanotubes+with+ion+beams.">Nanomachining carbon nanotubes with ion beams.</a> Appl Phys Lett. 84 (22), 4484-4486 (2004).</li><li>Sears, K., Skourtis, C., Atkinson, K., Finn, N., Humphries, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focused+ion+beam+milling+of+carbon+nanotube+yarns+to+study+the+relationship+between+structure+and+strength.">Focused ion beam milling of carbon nanotube yarns to study the relationship between structure and strength.</a> Carbon. 48 (15), 4450-4456 (2010).</li><li>Smith, B. W., Luzzi, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+irradiation+effects+in+single+wall+carbon+nanotubes.">Electron irradiation effects in single wall carbon nanotubes.</a> J Appl Phys. 90 (7), 3509-3515 (2001).</li><li>Banhart, F., Li, J., Terrones, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cutting+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+with+an+Electron+Beam:+Evidence+for+Atom+Migration+Inside+Nanotubes.">Cutting Single-Walled Carbon Nanotubes with an Electron Beam: Evidence for Atom Migration Inside Nanotubes.</a> Small. 1 (10), 953-956 (2005).</li><li>Krasheninnikov, A. V., Banhart, F., Li, J. X., Foster, A. S., Nieminen, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+carbon+nanotubes+under+electron+irradiation:+Role+of+tube+diameter+and+chirality.">Stability of carbon nanotubes under electron irradiation: Role of tube diameter and chirality.</a> Phys Rev B. 72 (12), 125428 (2005).</li><li>Royall, C. P., Thiel, B. L., Donald, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation+damage+of+water+in+environmental+scanning+electron+microscopy.">Radiation damage of water in environmental scanning electron microscopy.</a> J Microsc. 204 (3), 185-195 (2001).</li><li>Yuzvinsky, T. D., Fennimore, A. M., Mickelson, W., Esquivias, C., Zettl, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision+cutting+of+nanotubes+with+a+low-energy+electron+beam.">Precision cutting of nanotubes with a low-energy electron beam.</a> Appl Phys Lett. 86 (5), 053109 (2005).</li><li>Liu, P., Arai, F., Fukuda, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cutting+of+carbon+nanotubes+assisted+with+oxygen+gas+inside+a+scanning+electron+microscope.">Cutting of carbon nanotubes assisted with oxygen gas inside a scanning electron microscope.</a> Appl Phys Lett. 89 (11), (2006).</li><li>Rajabifar, B., 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=Three-dimensional+machining+of+carbon+nanotube+forests+using+water-assisted+scanning+electron+microscope+processing.">Three-dimensional machining of carbon nanotube forests using water-assisted scanning electron microscope processing.</a> Appl Phys Lett. 107 (14), 143102 (2015).</li><li>Lassiter, M. G., Rack, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+electron+beam+induced+etching:+a+continuum+model+that+correlates+the+etch+profile+to+the+experimental+parameters.">Nanoscale electron beam induced etching: a continuum model that correlates the etch profile to the experimental parameters.</a> Nanotechnology. 19 (45), 455306 (2008).</li><li>Amama, P. B., 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=Influence+of+Alumina+Type+on+the+Evolution+and+Activity+of+Alumina-Supported+Fe+Catalysts+in+Single-Walled+Carbon+Nanotube+Carpet+Growth.">Influence of Alumina Type on the Evolution and Activity of Alumina-Supported Fe Catalysts in Single-Walled Carbon Nanotube Carpet Growth.</a> ACS Nano. 4 (2), 895-904 (2010).</li><li>Almkhelfe, H., Carpena-Nunez, J., Back, T. C., Amama, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gaseous+product+mixture+from+Fischer-Tropsch+synthesis+as+an+efficient+carbon+feedstock+for+low+temperature+CVD+growth+of+carbon+nanotube+carpets.">Gaseous product mixture from Fischer-Tropsch synthesis as an efficient carbon feedstock for low temperature CVD growth of carbon nanotube carpets.</a> Nanoscale. , (2016).</li><li>Maschmann, M. R., Ehlert, G. J., Tawfick, S., Hart, A. J., Baur, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuum+analysis+of+carbon+nanotube+array+buckling+enabled+by+anisotropic+elastic+measurements+and+modeling.">Continuum analysis of carbon nanotube array buckling enabled by anisotropic elastic measurements and modeling.</a> Carbon. 66, 377-386 (2014).</li><li>Maschmann, M. 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=Visualizing+Strain+Evolution+and+Coordinated+Buckling+within+CNT+Arrays+by+In+Situ+Digital+Image+Correlation.">Visualizing Strain Evolution and Coordinated Buckling within CNT Arrays by In Situ Digital Image Correlation.</a> Adv Funct Mater. 22 (22), 4686-4695 (2012).</li><li>Abadi, P. P. S. S., Maschmann, M. R., Baur, J. W., Graham, S., Cola, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+response+of+conformally+coated+carbon+nanotube+forests.">Deformation response of conformally coated carbon nanotube forests.</a> Nanotechnology. 24 (47), 475707 (2013).</li><li>Brieland-Shoultz, A., 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=Scaling+the+Stiffness,+Strength,+and+Toughness+of+Ceramic-Coated+Nanotube+Foams+into+the+Structural+Regime.">Scaling the Stiffness, Strength, and Toughness of Ceramic-Coated Nanotube Foams into the Structural Regime.</a> Adv Funct Mater. 24 (36), 5728-5735 (2014).</li><li>Maschmann, M. R., Dickinson, B., Ehlert, G. J., Baur, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+sensitive+carbon+nanotube+arrays+for+biologically+inspired+airflow+sensing.">Force sensitive carbon nanotube arrays for biologically inspired airflow sensing.</a> Smart Mater Struct. 21 (9), 094024 (2012).</li><li>Maschmann, M. 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=In+situ+SEM+Observation+of+Column-like+and+Foam-like+CNT+Array+Nanoindentation.">In situ SEM Observation of Column-like and Foam-like CNT Array Nanoindentation.</a> ACS Appl Mater Inter. 3 (3), 648-653 (2011).</li><li>Pathak, S., Raney, J. R., Daraio, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+morphology+on+the+strain+recovery+of+vertically+aligned+carbon+nanotube+arrays:+An+in+situ+study.">Effect of morphology on the strain recovery of vertically aligned carbon nanotube arrays: An in situ study.</a> Carbon. 63, 303-316 (2013).</li><li>Pour Shahid Saeed Abadi, P., Hutchens, S. B., Greer, J. R., Cola, B. A., Graham, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+morphology+on+the+micro-compression+response+of+carbon+nanotube+forests.">Effects of morphology on the micro-compression response of carbon nanotube forests.</a> Nanoscale. 4 (11), 3373-3380 (2012).</li><li>Maschmann, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+simulation+of+active+carbon+nanotube+forest+growth+and+mechanical+compression.">Integrated simulation of active carbon nanotube forest growth and mechanical compression.</a> Carbon. 86, 26-37 (2015).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

protokol CNT ormanlarında özellikleri nispeten büyük (mikron ölçekli) freze için en iyi uygulamaları göstermektedir. Genel olarak, kazıma hızlanma voltajı, spot büyüklüğü, ve açıklık çapı azaltarak azaltılabilir. Bir orman içinde belirli bir CNT trim, koşullar 5 kV, 3 spot büyüklüğü ve çapı 50 mikron ya da daha az bir açıklık bulunmaktadır önerilir. elektron ışını kapalı bölgeyi yalnızca bir kez rasterları azaltılmış alan dikdörtgenler kullanarak freze tekniği gibi ayrı...

Karbon nanotüpler (CNT) ve grafen nedeniyle üstün kuvvet, dayanıklılık, termal ve elektriksel özellikleri büyük ilgi çekmiştir karbon bazlı nano malzemeler bulunmaktadır. Karbon Nanomalzemelerin hassas işleme araştırma gelişmekte olan bir konu haline ve mühendis ve mühendislik uygulamalarında çeşitli yönelik bu malzemeleri işlemek için potansiyel sunmaktadır gelmiştir. İşleme CNT ve grafen ilk ilgi nano alanını bulmak ve daha sonra seçici ilgi alanı içinde sadece malzemeyi kaldırmak için nano mekansal hassasiyet gerektirir. Bir örnek olarak, (aynı zamanda CNT dizi olarak da bilinir), dikey olarak yönlendirilmiş CNT ormanların işleme düşünün. CNT ormanların kesiti tam olarak katalizör filmlerin litografik desen ile tanımlanabilir. dikey olarak yönlendirilmiş orman üst yüzeyi, ancak, genellikle zayıf eşit olmayan yüksekliği sıralanır. Bu tür termal arabirim malzemesi olarak yüzey-duyarlı uygulamaları, to düzensiz yüzey optimal yüzey temasını engelleyen ve cihaz performansını düşürebilir. düzgün bir düz bir yüzey oluşturmak için düzensiz yüzey Hassas kırpma potansiyel mevcut temas alanını arttırarak daha iyi, daha tekrarlanabilir performans sunabilir. Nanomalzemelerin için hassas işleme teknikleri sıklıkla sertleştirilmiş takım vasıtasıyla delme, freze ve parlatma gibi geleneksel macroscale mekanik işleme teknolojilerini benzemez. Bugüne kadar, enerjik kirişler kullanılarak teknikleri karbon nanomateryallerin site seçici freze en başarılı olmuştur. Bu teknikler lazer, elektron ışını içerir ve iyon demeti (FIB) radyasyon duruldu. Bunlardan, lazer işleme teknikleri en hızlı kazıma 1, 2 sağlamak; Ancak, lazer sistemlerinin spot büyüklüğü birçok mikron mertebesinde ve böyle tek bir karbon n olarak nanometre ölçekli varlıkları izole etmek çok büyükyoğun nüfuslu orman içinde anotube segmenti. Buna karşılık, elektron ve iyon ışın sistemleri birkaç nanometre veya daha küçük çaplı bir noktaya odaklanmış olabilir bir ışın üretirler. FIB sistemler, nano öğütme ve malzemelerin depolanması için tasarlanmıştır. Bu sistemler seçilen bir alandan malzemenin püskürtülmesi için gaz halinde, metal iyonlarının enerjik ışın (tipik olarak galyum) kullanmaktadır. CNTs FIB öğütme elde ama genellikle orman 3, 4 bölgeleri çevresinde galyum ve C-yeniden tortulaşmayı önleme de dahil olmak üzere istenmeyen yan ürünler ile. teknik CNT ormanlar için yeniden çökelmiş malzeme maskeleri kullanılan ve / veya CNT orman yerli görünümünü ve davranışını değiştiren, seçilen freze bölgenin morfolojisi değiştirir zaman. galyum ayrıca elektronik doping sağlayan CNT içinde implante edilebilir. Bu tür sonuçları sık sık CNT ormanlar için FIB tabanlı freze engelleyici olun. <p class=&quot;Jove_content&quot;&gt; Transmisyon elektron mikroskopları (lerinin) Malzemelerin iç yapısını yoklamak için bir elektron ince odaklanmış ışın kullanmaktadır. TEM çalışması için ivme gerilimleri genellikle 80-300 kV arasında değişir. CNTs knock-enerji 86.4 keV 5 olduğu için, TEM ile üretilen elektron enerjisi ile doğrudan CNT kafesten atomuna çıkarın ve yüksek derecede lokalize edilen freze indüklemek için yeterli olur. Potansiyel alt nanometre hassasiyetle 5, 6, 7 teknik fabrikaları CNT; Ancak, süreç çok yavaş - çoğunlukla değirmen tek CNT dakika gerektirir. Önemli olarak, TEM-bazlı öğütme yaklaşımlar CNT ilk büyüme alt-tabaka çıkarıldı ve işleme için bir TEM ızgara üzerine dağılmış olması gerekir. Bunun bir sonucu olarak, TEM dayalı yöntemler, genel olarak CNTs katı bir substrat üzerinde kalması gereken CNT orman öğütme ile uyumlu değildir. CN Freze<html> taranması elektron mikroskopları (SEM) ile T ormanlar da dikkat çekmiştir. aksine teknikleri TEM-bazlı SEM cihazlar doğrudan C-atomuna bertaraf edilmesi için gereken zincirleme enerji vermek için yeterli bir enerjiye sahip elektronların hızlandırılması için genellikle mümkün değildir. Daha ziyade, SEM-tabanlı teknikler düşük basınçlı gaz oksitleyici varlığında bir elektron ışını kullanır. Elektron ışını seçici zarar CNT kafes ve H 2 O 2 ve hidroksil radikali gibi daha reaktif türler içine gaz ortam ayrıştırmaları olabilir. Su buharı ve oksijen seçici alan aşındırma elde etmek için en sık bildirilen gazlardır. SEM-tabanlı teknikler bir çok adımlı kimyasal süreci güveniyor, çünkü çok sayıda işlem değişkenleri sürecinin freze oranı ve hassasiyeti etkileyebilir. Daha önce beklendiği gibi artan bir ivme gerilimi ve ışın akımı doğrudan için daha fazla enerji akışının öğütme oranını arttırdığı gözlenmiştir&quot;xref&quot;&gt; 11. odasının basıncının etkisi daha az açıktır. Çok düşük olan bir basınç öğütme oranının azaltılması, oksitleyici madde bir eksikliğinden muzdariptir. Bundan başka, gaz halindeki türlerinin aşırı miktardaki elektron ışını saçar ve kazıma azaltılması, öğütme bölgede elektron akışı azalır. Lassiter&#39;la tarafından kullanılana benzer karbon çıkarma oranına, bir yaklaşım tahmin ve elektronlar alt-tabaka yüzeyini aşındırma reaktif türlerin üretilmesi için yüzeye yakın haberci moleküller ile etkileşime böylece 12 kullanılmıştır rafa. Bu model, aşındırma oranı olarak tahmin edilmektedir <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55149/55149eq1.jpg" /> K bir çözücüyle türlerin yüzey konsantrasyonu olduğu, Z&#39;nin mevcut Reaksiyon sitelerinin yüzey konsantrasyonu, X, uçucu aşındırma ile ilgili bir stoikiometri faktörüdürreaktanlar göre üretilen ürünler, bir σ bir elektron su buharı çarpışma istenen gravür türler ürettikleri olasılığını temsil eder ve Γe yüzeyi elektron akıdır. Z, hemen hemen sabit ve NA önemli ölçüde daha büyük olduğu varsayılır ise, X ve A σ faktörleri, birlik olduğu varsayılır. Daha fazla ayrıntı önceki çalışmalarında bulunabilir. 11 Bu makalede, bir prosedür bireysel CNTs büyük hacimli (kübik mikrometre onlarca) kazıma arasında değişen değirmen bölgelere bir SEM içinde düşük basınçlı su buharı kullanan incelenmektedir. Burada düşük alanı dikdörtgen, yatay çizgi tarama ve elektron ışınının yazılım kontrollü taramasının kullanılmasıyla bir Esem&#39;ler kullanılarak üretici CNT orman için kullanılan bir teknik göstermektedir. Malzeme Listesinde belirtildiği gibi ek yazılım ve donanım, desen üretimi için gereklidir. Vurgu göreli kaldırılması üzerine yerleştirilirly büyük (kübik mikron 100) &#39;ın bir CNT ormandan malzeme hacmi, bu nedenle aşağıdaki işlem koşulları nispeten agresif. örnek ve örnek saplama tutarken, tek kullanımlık nitril eldiven giymek önemlidir. Bu saplama veya numune aktarılır ve dolayısıyla pompaların etkinliğini kötüleşen olmaktan yağlar önleyecektir.

<table><tbody><tr><td>100 mm diameter silicon wafer with 1 micron thermal oxide</td><td>University Wafer</td><td></td><td>Beginning substrate</td></tr><tr><td>Iron sputter target</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>EJTFEXX351A2</td><td>Sputter target&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Savannah 200</td><td>Cambridge</td><td></td><td>For atomic layer deposition of alumina</td></tr><tr><td>Quanta 600F Environmental SEM</td><td>FEI</td><td></td><td>Environmental scanning electron microscope used to support a low-pressure water vapor ambient environment for CNT forest milling</td></tr><tr><td>xT Microscope Control software</td><td>FEI</td><td>4.1.7</td><td>Control software used on Quanta 600F ESEM</td></tr><tr><td>Nanometer Pattern Generation System - Software</td><td>JC Nabity Lithography Systems</td><td>Version 9</td><td>Software used for electron-beam lithography</td></tr><tr><td>Dedicated computer with PCI516 Lithography board</td><td></td><td></td><td>Equipment used for electron-beam lithography</td></tr><tr><td>DesignCAD software</td><td></td><td>V 21.2</td><td>Optional equipment used to generate patterns for electron-beam lithography</td></tr><tr><td>E-beam lithography mount</td><td>Ted Pella</td><td>16405</td><td>Electron beam lithography mount with a Faraday cup and gold nanoparticles on carbon tape</td></tr><tr><td>Picoammeter</td><td>Keithley</td><td>6485</td><td>Used with the Faraday cup to quantify beam current</td></tr><tr><td>12.7 mm diameter SEM stub</td><td>Ted Pella</td><td>16111</td><td>SEM stub</td></tr><tr><td>45 degree pin stub holder</td><td>Ted Pella</td><td>15329</td><td>Optional equipment used to mill the cross section of a CNT forest</td></tr></tbody></table>

precision milling of carbon nanotube forests using low pressure scanning electron microscopy

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning electron microscope (ESEM) operating with a low pressure water vapor ambient. In this technique, a portion of the electron beam interacts with the water vapor in the vicinity of the CNT sample, dissociating the water molecules into hydroxyl radicals and other species by radiolysis. The remainder of the electron beam interacts with the CNT forest sample, making it susceptible to oxidation from the chemical products of radiolysis. This technique may be used to trim a selected region of an individual CNT, or it may be used to remove hundreds of cubic microns of material by adjusting ESEM parameters. The machining resolution is similar to the imaging resolution of the ESEM itself. The technique produces only small quantities of carbon residue along the boundaries of the cutting zone, with minimal effect on the native structural morphology of the CNT forest.

ESEM tekniği CNT orman ısı CVD 15, 16 kullanılarak sentezlenebilir değirmen için kullanılmıştır. Bir orman içinde birkaç CNTs seçilen alan çıkarılması Şekil 2&#39;de 11 gösterilmiştir. Bu gösteri için, parametreler 5 kV, 3 nokta boyutunu 11 Pa, 170,000X büyütme dahil, 2 ms zaman durmak ve 30 mikron bir açıklık. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-...

Watch this Scientific Journal Video about Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy at JoVE.com

Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy

Low pressure scanning electron microscopy in a water vapor ambient is used to machine nanoscale to microscale features in carbon nanotube forests.

Alçak Basınç Taramalı Elektron Mikroskobu kullanılarak Karbon Nanotüp Ormanlar Hassas freze

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning ...

precision-milling-carbon-nanotube-forests-using-low-pressure-scanning

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

7.4K Görüntüleme.  University of Missouri. Low pressure scanning electron microscopy in a water vapor ambient is used to machine nanoscale to microscale features in carbon nanotube forests.

Video: Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy

Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

3D Karbon Nanotube mikroyapılar, Üretimi, Yoğunlaştırma ve Replica Kalıp

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

Mühendislik

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very promising application for molecular sensors, field effect transistor and super thin and flexible electronic devices1-4. Anodic arc discharge supported by the erosion of the anode material is one of the most practical and efficient methods, which can provide specific non-equilibrium processes and a high influx of carbon material to the developing structures at relatively higher temperature, and consequently the as-synthesized products have few structural defects and better crystallinity.
 To further improve the controllability and flexibility of the synthesis of carbon nanostructures in arc discharge, magnetic fields can be applied during the synthesis process according to the strong magnetic responses of arc plasmas. It was demonstrated that the magnetically-enhanced arc discharge can increase the average length of SWCNT 5, narrow the diameter distribution of metallic catalyst particles and carbon nanotubes 6, and change the ratio of metallic and semiconducting carbon nanotubes 7, as well as lead to graphene synthesis 8. 
 Furthermore, it is worthwhile to remark that when we introduce a non-uniform magnetic field with the component normal to the current in arc, the Lorentz force along the J&times;B direction can generate the plasmas jet and make effective delivery of carbon ion particles and heat flux to samples. As a result, large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes were simultaneously generated by such new magnetically-enhanced anodic arc method. Arc imaging, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and Raman spectroscopy were employed to analyze the characterization of carbon nanostructures. These findings indicate a wide spectrum of opportunities to manipulate with the properties of nanostructures produced in plasmas by means of controlling the arc conditions.

Anodic arc discharge is one of the most practical and efficient methods to synthesize various carbon nanostructures. To increase the arc controllability and flexibility, a non-uniform magnetic field was introduced to process the one-step synthesis of large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes.

Tek duvarlı Karbon Nanotüpler Eşzamanlı Sentezi ve Manyetik geliştirilmiş Arc Plazma Grafen

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Biyomühendislik

Atomic Force Microscopy of Red-Light Photoreceptors Using PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be measured to ~10 pN by a laser and sectored detector, which can be converted to image topography. Amplitude modulation or &#8220;tapping mode&#8221; AFM involves the probe making intermittent contact with the surface while oscillating at its resonant frequency to produce an image. Used in conjunction with a fluid cell, tapping-mode AFM enables the imaging of biological macromolecules such as proteins in physiologically relevant conditions. Tapping-mode AFM requires manual tuning of the probe and frequent adjustments of a multitude of scanning parameters which can be challenging for inexperienced users. To obtain high-quality images, these adjustments are the most time consuming.
PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping (PF-QNM) produces an image by measuring a force response curve for every point of contact with the sample. With ScanAsyst software, PF-QNM can be automated. This software adjusts the set-point, drive frequency, scan rate, gains, and other important scanning parameters automatically for a given sample. Not only does this process protect both fragile probes and samples, it significantly reduces the time required to obtain high resolution images. PF-QNM is compatible for AFM imaging in fluid; therefore, it has extensive application for imaging biologically relevant materials.
The method presented in this paper describes the application of PF-QNM to obtain images of a bacterial red-light photoreceptor, RpBphP3 (P3), from photosynthetic R. palustris in its light-adapted state. Using this method, individual protein dimers of P3 and aggregates of dimers have been observed on a mica surface in the presence of an imaging buffer. With appropriate adjustments to surface and/or solution concentration, this method may be generally applied to other biologically relevant macromolecules and soft materials.

A method for investigating the structure of a protein photoreceptor using atomic force microscopy (AFM) is described in this paper. PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping (PF-QNM) reveals intact protein dimers on a mica surface.

PeakForce Kantitatif Nanomekanik Gayrimenkul Eşleme Kullanma Kırmızı Işık fotoreseptör Atomik Kuvvet Mikroskobu

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be ...

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

Yarıiletken Teknolojisi ile uyumlu Düşük Sıcaklık Karbon Nanotüp Dikey Bağlantıları Fabrikasyon

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous solution. In a carbon nanotube/PEO105-PPO70-PEO105 (poloxamer 407) aqueous solution, the amphiphilic poloxamer 407 adsorbs onto the carbon nanotube surfaces and self-assembles into continuous layers, driven by intermolecular interactions between constituent molecules. The addition of 5-methylsalicylic acid changes the self-assembled structure from spherical-micellar to a cylindrical morphology. The fabricated poloxamer 407/carbon nanotube hybrid particles exhibit thermo-responsive structural features so that the density and thickness of poloxamer 407 layers are also reversibly controllable by varying temperature. The detailed structural properties of the poloxamer 407/carbon nanotube particles in suspension can be characterized by small-angle neutron scattering experiments and model fit analyses. The distinct curve shapes of the scattering intensities depending on temperature control or addition of aromatic additives are well described by a modified core-shell cylinder model consisting of a carbon nanotube core cylinder, a hydrophobic shell, and a hydrated polymer layer. This method can provide a simple but efficient way for the fabrication and in-situ characterization of carbon nanotube-based nano particles with a structure-tunable encapsulation.

A method for the functionalization of carbon nanotubes with structure-tunable polymeric encapsulation layers and structural characterization using small-angle neutron scattering is presented.

Küçük açılı Nötron Saçılma tarafından Thermo-geri dönüşümlü Blok Kopolimer ve Karakterizasyonu Tek duvarlı Karbon Nanotüpler işlevselleştirilmesi

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

Kimya

Fabrication of Carbon Nanotube High-Frequency Nanoelectronic Biosensor for Sensing in High Ionic Strength Solutions

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them good candidates for high sensitivity biosensors. When a charged molecule binds to such a sensor surface, it alters the carrier density5 in the sensor, resulting in changes in its DC conductance. However, in an ionic solution a charged surface also attracts counter-ions from the solution, forming an electrical double layer (EDL). This EDL effectively screens off the charge, and in physiologically relevant conditions ~100 millimolar (mM), the characteristic charge screening length (Debye length) is less than a nanometer (nm). Thus, in high ionic strength solutions, charge based (DC) detection is fundamentally impeded6-8.
We overcome charge screening effects by detecting molecular dipoles rather than charges at high frequency, by operating carbon nanotube field effect transistors as high frequency mixers9-11. At high frequencies, the AC drive force can no longer overcome the solution drag and the ions in solution do not have sufficient time to form the EDL. Further, frequency mixing technique allows us to operate at frequencies high enough to overcome ionic screening, and yet detect the sensing signals at lower frequencies11-12. Also, the high transconductance of SWNT transistors provides an internal gain for the sensing signal, which obviates the need for external signal amplifier.
Here, we describe the protocol to (a) fabricate SWNT transistors, (b) functionalize biomolecules to the nanotube13, (c) design and stamp a poly-dimethylsiloxane (PDMS) micro-fluidic chamber14 onto the device, and (d) carry out high frequency sensing in different ionic strength solutions11.

We describe the device fabrication and measurement protocol for carbon nanotube based high frequency biosensors. The high frequency sensing technique mitigates the fundamental ionic (Debye) screening effect and allows nanotube biosensor to be operated in high ionic strength solutions where conventional electronic biosensors fail. Our technology provides a unique platform for point-of-care (POC) electronic biosensors operating in physiologically relevant conditions.

Yüksek İyonik Güç Çözümleri Algılama için karbon Nanotube Yüksek Frekans nanoelektronik Biyosensör Fabrikasyon

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them ...

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.

Tek basamaklı nanometre elektron ışını litografi bir sapma düzeltilmiş tarama transmisyon elektron mikroskobu ile

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

Nanoscale Characterization of Liquid-Solid Interfaces by Coupling Cryo-Focused Ion Beam Milling with Scanning Electron Microscopy and Spectroscopy

Physical and chemical processes at solid-liquid interfaces play a crucial role in many natural and technological phenomena, including catalysis, solar energy and fuel generation, and electrochemical energy storage. Nanoscale characterization of such interfaces has recently been achieved using cryogenic electron microscopy, thereby providing a new path to advancing our fundamental understanding of interface processes.
This contribution provides a practical guide to mapping the structure and chemistry of solid-liquid interfaces in materials and devices using an integrated cryogenic electron microscopy approach. In this approach, we pair cryogenic sample preparation which allows stabilization of solid-liquid interfaces with cryogenic focused ion beam (cryo-FIB) milling to create cross-sections through these complex buried structures. Cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM) techniques performed in a dual-beam FIB/SEM enable direct imaging as well as chemical mapping at the nanoscale. We discuss practical challenges, strategies to overcome them, as well as protocols for obtaining optimal results. While we focus in our discussion on interfaces in energy storage devices, the methods outlined are broadly applicable to a range of fields where solid-liquid interface play a key role.

Cryogenic Focused Ion Beam (FIB) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques can provide key insights into the chemistry and morphology of intact solid-liquid interfaces. Methods for preparing high quality Energy Dispersive X-ray (EDX) spectroscopic maps of such interfaces are detailed, with a focus on energy storage devices.

Kriyo-Odaklı İyon Işını Frezelemeyi Taramalı Elektron Mikroskobu ve Spektroskopi ile Birleştirerek Sıvı-Katı Arayüzlerinin Nano Ölçekli Karakterizasyonu

Physical and chemical processes at solid-liquid interfaces play a crucial role in many natural and technological phenomena, including catalysis, solar ...

Microscopic Visualization of Porous Nanographenes Synthesized through a Combination of Solution and On-Surface Chemistry

On-surface synthesis has recently been regarded as a promising approach for the generation of new molecular structures. It has been particularly successful in the synthesis of graphene nanoribbons, nanographenes and intrinsically reactive and instable, yet attractive species. It is based on the combination of solution chemistry aimed at preparation of appropriate molecular precursors for further ultra-high vacuum surface assisted transformations. This approach also owes its success to an incredible development of characterization techniques, such as scanning tunneling/atomic force microscopy and related methods, which allow detailed, local characterization at atomic scale. While the surface-assisted synthesis can provide molecular nanostructures with outstanding precision, down to single atoms, it suffers from basing on metallic surfaces and often limited yield. Therefore, the extension of the approach away from metals and the struggle to increase productivity seem to be significant challenges toward wider applications. Herein, we demonstrate the on-surface synthesis approach for generation of non-planar nanographenes, which are synthesized through a combination of solution chemistry and sequential surface-assisted processes, together with the detailed characterization by scanning probe microscopy methods.

<meta charset="utf8"></head><body>Çözelti ve Yüzey Kimyası Kombinasyonu ile Sentezlenen Gözenekli Nanografenlerin Mikroskobik Görüntülenmesi

A combination of solution and surface assisted synthesis opens new directions in the atomically precise synthesis of nanostructures. Scanning tunneling microscopy (STM) supplemented by non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) enables detailed characterization of newly designed and generated carbon-based nano-objects.