Nanoskivingによるナノギャップを作製

本論文では、ギャップのために犠牲スペーサ層>アルカンジチオールの5 nmおよび自己組織化単分子膜（SAMの）などの真空蒸着アルミや銀を使用して単一のナノメートルのギャップによって分離され、金の電気的にアドレス、高アスペクト比のナノワイヤーの製造を説明します1.7 nmのような小さなギャップのために。私たちは、ウルトラミクロトームを用いた犠牲スペーサー、nanoskivingとして知らエッジリソグラフィの形で区切ら金の切片サンドイッチ構造によりクリーンルームまたはフォトリソプロセスなく、これらのナノ構造を作製した^。1-3この方法は、薄い金属の堆積の組み合わせです映画やウルトラミクロトームを用いて切片。 nanoskivingの主なステップは〜30 nmのと同じくらい薄いスラブを生成する水の完全なボートに接続されているダイヤモンドナイフを装備ウルトラミクロトームで薄片をスライスされています。 Ultramicrotomesは、光学や選民とイメージングのための薄いサンプルの調製に広く使用されていますロン顕微鏡と超薄の中で最も経験の専門家の多くは、生物学的または医学的背景から来る。機械的なブレイク接合^、4電子ビームリソグラフィ^5、電気めっき^、6,7エレクトロ^、8集束イオンビームリソグラフィ^、9シャドウ蒸着^、10走査プローブおよび原子間力顕微鏡^、11線リソグラフィを含む製造するナノギャップのいくつかの方法があります。 ^、12、分子定規¹³これらのメソッドはすべて自分の特性とアプリケーションを持っていますが、便利な数字で、ギャップの大きさを正確に制御して、両方のナノギャップを生成し、対処が課題である。加えて、これらの方法は、高い運用コストを有し、それらは、エッチング工程に耐えることができる材料のクラスに制限されており、解像度が制限される。 Nanoskivingはspacinと電気的にアドレス可能ナノワイヤの迅速な製造を可能にベンチトップ上の単一のナノメートルのGS。我々は、ナノ製作電極は特殊なまたは、時間のかかる技術を必要としないため、分子エレクトロニクスのためのナノ構造のラピッドプロトタイピングに興味を持っている^、14のブロックが作られた後、それが（シリアル）、ナノ構造の数十万を生成することができます需要。しかし、この技術は、SAMの分子エレクトロニクスまたはこれらに限定されないであり、2つのナノ構造体との間の隙間を調製するための一般的な方法である。本稿では、金ナノワイヤーの間に様々な大きさのギャップを生成するために、銀、アルミニウム、犠牲層としてのSAMを使用するが、手法（または金属ナノワイヤに）これらの材料に限定されるものではない。ワイヤは、ピックアンドプレースであり、磁気整列と互換性があり、したがって、それらは任意の基板上に配置することができます。nanoskiving ¹⁵のもう一つの強みは、それはすべての3つの次元の制御を与えることです。試料の寸法は、基板のトポグラフィ（X）によって決定される堆積膜（Y）およびウルトラミクロトーム（Z）によって生成されたスラブの厚さの厚さを、図1に定義された間隔でナノワイヤを製造するために使用される手順をまとめたものである。ゴールド特徴（長さ1〜2 mm）をシリコン基板上にテフロン（登録商標）マスクを介して蒸着によって堆積される。 Epofix（電子顕微鏡科学）はエポキシプレポリマーエポキシ樹脂を硬化させたときに、金の機能をカバーし、全体のウェハ上に注がれ、エポキシ樹脂は、ウエハ（テンプレート経由つまりストリッピング）から分離され、金の特徴は、エポキシに付着したまま。金機能上500μmの – 金属犠牲層は、アルミニウムや銀が200のオフセットとテフロンマスクを介して所望の厚さで蒸発させる。サブ5nmのギャップを生成するために、SAMを一晩適切なジチオール、1mMのエタノール溶液中の金の機能を浸漬することによって形成される。金（または他の金属）の第二のセットは、テフロン（登録商標）上でシャドーマスクを配置することによって堆積される金の特徴（銀、アルミニウムまたはSAMで覆われ）の第一層200のオフセット – 最初の蒸発に関しては500μm。このオフセットは、最終的には間隙の最長寸法を定義し、それは正確に区画するエポキシ樹脂で全体の構造を埋め込む前に、マイクロ定規を用いて測定することができる。次いで、全体の構造は、その後、ウルトラミクロトームで切片化のための準備かもしれないエポキシ樹脂のブロックに埋め込まれている。サンプルアームは、スラブの厚さを定義する制御のステップでそれに向かってダイヤモンドナイフの進歩として調製ブロックを保持しています。結果のセクションでは、ボートに乗って水に浮く。