作製とAcoustofluidicのデバイスの動作は、粒子のフォーカシングSheathlessためのバルク弾性定在波を支援

1.フォトリソグラフィ適切なソフトウェアパッケージを使用してフォトマスクを設計し、資格のあるフォトマスクのプリンタにデザインを提出する。21 メタノールの安定した流れ（99.8％; 表1参照）に続いて、クリーンルーム施設では、アセトンの安定した流れ（ 表1参照≥99.5％）とSiウエハ研磨6「片面をすすぐ。ウェハを乾燥させN 2ガ ​​スを噴霧し、2分間95℃のホットプレート上にウエハを配置することによって。 注：ウェーハのドーピングプロファイルおよび結晶方位は、以下の手順に影響を与えません。 Al箔のシートで覆うことによって（標準スピンコートフード内）スピンコーターの外側トラフを保護し、ウエハを固定するためにスピンコーターで真空チャックの中心に清浄なSiウェハを配置します。 フォトレジストはほとんど覆うまで慎重に注ぐことによって、直接ウェハの中心上にポジ型フォトレジストを堆積させますウェハの。フォトレジストには気泡が存在しないように注意してください。 注：1.5から1.10は、 表1に示したフォトレジストに対応するステップの正確な手順。異なる手順が異なるフォトレジストのために必要とすることができます。 次の手順を実行することによって、スピンサイクルを開始します。 スピンサイクルを開始するプログラムを300rpmの速度、100回転/秒のランプ、および5秒のスピン時間。 1800 rpmで、1,000回転/秒のランプ、および均等にフォトレジストを広めるために60秒のスピン時間の速度にプログラム。 0回転、1000回転/秒のランプ、および0秒のスピン時間の速度にプログラムがスピンサイクルを締結します。 チャック上に真空を解除し、チャックからウェハを取得するために、ウェハピンセットを使用しています。その後、165秒間110℃で焼成することがホットプレートの上にウェハを配置します。 注：このステップは、「ソフトベーク」と呼ばれます。 マスクのホルダーにフォトマスクをロードアライナ/露光装置。 （~103.7秒の露光時間を使用し、13.5ミリワット/ cm 2の出力強度のために、例えば ）1400ミリジュール/ cm 2のエネルギー投与量を提供するために、露光装置のパラメータを編集します。 ホルダーから光パターンウェハを除去し、その対応する現像剤の溶液中に置き、5分間（ 表1参照）。 開発者からウエハを取り外し、脱イオンH 2 Oの安定した流れでウエハを洗浄し、N 2ガ ​​スで乾燥させました。 注：アンダー開発フォトパターン化の機能に沿ったフォトレジストの不完全な除去を引き起こす可能性がありながら、過剰開発は、パターンが膨潤する可能性があります。 フォトレジストに転写したフォトマスク上に印刷されたパターンを確認するために、顕微鏡下でウェハを検査します。 2.ディープ反応性イオンエッチング深いのチャンバ内にフォトパターン化Siウエハをロード反応性イオンエッチング装置と、標準的なエッチング方法に従って所望の深さまでのSiウエハに流体チャネルをエッチングする。22 エッチング処理が完了した後、慎重にチャンバーからサンプルをアンロードします。 ウェハから過剰なフォトレジストを除去するには、使用を溶媒と65℃のホットプレート上に配置する専用の風通しのよいフード内のフォトレジスト除去（ 表1参照）の溶液で大きなビーカーを準備します。 フォトレジスト除去溶液中にウエハを浸し、それを1時間浸漬させ。 注：（; 表1を参照）に一晩浸漬してフォトレジストを除去することができ、例えば 、アセトンの溶液（≥99.5％）が異なる溶液は、フォトレジストを除去することができます。 ビーカーからウエハを取り外し、アセトンの交互の流れでそれを洗い流し（≥99.5％; 表1参照）、イソプロピルアルコール（≥99.7％を、 表1を参照）。ウエハWを乾燥させますi番目のN 2ガ ​​ス。 3.ピラニアクリーニング （酸の使用に専用）風通しの良いフードでは、H 2 O 2添加することにより、ピラニア溶液を調製（水に30.0重量％を、 表1を参照）H 2 SO 4（95.0から98.0パーセントに、 表を参照してください1）1内に：大規模な、きれいなビーカー中3の比率。 注意：ピラニア・ソリューションは、非常に腐食性のある強力な酸化剤であり、非常に危険です。ピラニアソリューションの取り扱いには細心の注意を取り、適切な安全装備を着用してください。 上を向いてエッチな特徴を持つイオンエッチングウェハ水没し、5分間放置します。慎重にウェハを除去し、完全に脱イオンH 2 Oですすぎ 2分間ピラニア溶液中でウェーハを再水没。慎重にウェハを除去し、完全に大量の脱イオンH 2 Oですすぎ使用を溶媒に専用の独立した換気の良いフードでの安定した流れでウエハを洗浄メタノール（99.8％; 表1参照）の安定した流れに続いて、アセトン（ 表1参照≥99.5％）とN 2ガ ​​スとウェハを乾燥させます。適切な安全手順を実行することで、ピラニア溶液を処分。 4.ホウケイ酸ガラス蓋を準備スクライブツールを使用して、長方形のセグメントを作成するために、ホウケイ酸ガラスに直線をエッチング（ 例えば 、8×4 cm 2で）。慎重に長方形のセグメントを回復するためにガラスをはめ込みます。 これらのガラスセグメントの1つを取り、黒のマーカーでガラス上の入口と出口の位置をマークする（実際の寸法との）所望のデザインの印刷されたコピーの上に置きます。 ホウケイ酸ガラスへの入口と出口の穴を開けます。 注：適切な安全装置を常に着用します。 。ドリルプレスの口の中に1/8 "ドリルビットを修正の上に矩形状のガラスセグメントを配置しますドリル穴とAl板ガラス上のマークは、Al板の穴の上になるように。テープでAl板上にガラスを固定します。 慎重にガラスの中に小さな穴を掘削開始し、穴がガラスを通して行われるまでハンドルを下げるために継続して送りハンドルを下げます。穴が終了したら、テープを取り出し、ゆっくりとガラス粉末を除去するために、ガラスを持ち上げます。水を入れたビーカーにガラス粉末を置き、適切な安全手順を使用して捨てます。 慎重に非リント生産吸収性の布でガラスを乾燥させ、他の入口と出口の穴をドリルダウンするのと同じ手順（ステップ4.3.1-4.3.2）に従います。 ピラニア溶液と矩形のガラスセグメントをきれいにする（上記、第3節）と同じ手順に従ってください。 注意：ピラニア・ソリューションは、非常に腐食性のある強力な酸化剤であり、非常に危険です。ピラニアソリューションの取り扱いには細心の注意を取り、適切な安全装備を着用してください。 5.陽極接合スクライブツールを使用し、それは長方形のガラス部分（ 例えば 、7×3 cm 2）と比べてわずかに小さくなるようにマイクロ流体チップの周囲のSiウエハに直線をエッチングします。慎重にエッチングされた線に沿ってウエハをスナップ。 メタノールの安定した流れが続く（99.8％; 表1を参照のこと）;アセトンの安定した流れ（ 表1を参照の ≥99.5％）とSiのセグメントをすすぎます。 2分が乾燥するのを95℃のホットプレート上にウエハを配置します。 Siのセグメント上のエッチな特徴を上に向けて、慎重にSiのセグメントの上にきれいなガラスを追加し、穴が適切に合わせてください。 穴を確保しながら、セグメントを慎重にフリップが整列保持されます。ガラス部分は、Siのセグメントよりも大きいので、テープの半分は、Siのセグメントと他の半分の垂直縁部を固定する両面テープを有する2つのセグメントを固定しますテープの張り出しガラスを固定しています。そして、ガラスセグメントが上にあることを、再びこのようなセグメントを反転し、ホットプレート上に金属スラブの上にセグメントを配置します。 慎重に直接組み立てガラスとSiセグメントの先頭に十分に重い重量（ すなわち 、少なくとも5キロ）の第二の金属スラブ（ 例えば 、鋼）を追加します。 注：この金属スラブは、Siセグメントまたは導電性テープに接触してはなりません。 高電圧電源を使用して、下部金属スラブに組み付け、ガラスとSiのセグメントと他のリード（地面）の上に金属スラブ1つのリード線（電源）に接続。 1,000根​​底にあるホットプレート上の電圧を回しV.マルチメータを使用して印加される電圧を確認してください。底板と天板に対する他のプローブに対してプローブを1つ押します。 注意：高電圧は非常に危険です。金属スラブまたは接続ワイヤに触れないように注意してください。 ホットを残しますSi基板に陽極接合にガラス "ふた"を可能にするために2時間450℃でプレート。 、ホットプレートをオフにDC電源をオフにして、金属スラブからデバイスを削除するには、2時間後に戻ります。 警告：金属スラブは接合プロセス中および後に非常に高温になるので、材料は、ホットプレートをオフにした後、少なくとも1時間冷却することができます。 6. Acoustofluidicデバイスをファイナライズ陽極接合によって生成される汚れを除去し、アセトンを用いてガラスの表面を洗浄するためにカミソリでガラスの表面をこすり。 約5ミリメートルの厚さのポリジメチルシロキサン（PDMS）のシートを準備し、いくつかの小さな正方形のスラブをカット約10×10ミリメートル2（ 表1を参照）。23 それを介してシリコンチューブを挿入するように、各PDMSスラブの中央に一つの穴をカットする3ミリメートル生検パンチを使用してください。一番上の穴に直接スラブを配置ガラス基板上にSとエポキシでスラブを接着。 注：それはデバイスの穴を塞ぐますよう、あまりにも多くの接着剤を使用しないように注意してください。 慎重中心-の下のデバイスの裏面上のSiセグメントにチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）変換器、マイクロチャネルを接着。 PZTトランスデューサ上の2つの導電領域に2本のワイヤを半田付けします。ワイヤがしっかりPZT変換器に接続されていることに注意してください。 PDMSのスラブの穴にシリコンチューブを挿入し、その添付ファイルを確保するためにスラブとチューブの周りに追加の接着剤を追加します。 7. Acoustofluidic装置を操作します安全目的の下に直接マイクロチャネルで顕微鏡ステージ上にデバイスをマウントします。 注：デバイスの下に小さなインサートを配置することによって、ステージに接触しないPZTトランスデューサを確認してください。 標準化されたコネクタを使用して、OUTLからシリコンチューブを接続シリンジポンプに固定シリンジへのデバイスのETS。 注：この設定は、「撤退モード」のために意図されています。シリンジポンプは代替的装置に試料を注入するために使用されてもよいです。 流体試料（ 例えば 、ポリスチレンビーズまたは細胞の懸濁液）を含むバイアル内のデバイスの入口につながるシリコンチューブを置きます。 継続的にサンプルを混合し、粒子または細胞の一定の濃度は実験の過程を通して維持されることを保証するために、撹拌プレート上の流体サンプルを含むバイアルを置きます。 関数発生器と直列にパワーアンプの出力にPZT変換器からの配線を接続します。関数発生器の設定（ 例えば 、ピーク・ツー・ピーク電圧および周波数）をプログラムし、オシロスコープを用いて、増幅器からの出力信号を監視します。 PZT変換器を作動開始する関数発生器とパワーアンプの電源をオンにします。6 デバイスの共振周波数を推定するために、cは媒質（ すなわち 、水）の音の速度である式C =λの*の ƒに従う、λは、音響波長、ƒは、PZT振動子の周波数です。 （私たちは代表的な結果セクションに表示）高調波の半波長の場合には、マイクロチャネルの幅は、定在波の半分の長さでなければなりません。 0〜50 Vの範囲内でピーク・ツー・ピーク電圧設定を使用注：より高い圧力振幅で印加電圧の結果の増加、ひいては、より迅速acoustophoresis。 顕微鏡をオンにして、マイクロ流体チャネルにフォーカスが明確にあることを確認してください。 流れを適用し、装置に試料を導入するためのシリンジポンプの電源をオンにします。蛍光モードに顕微鏡を用いてデバイスを流れるエンティティを監視します。 デバイスを効率的に気難しい焦点を当てて確認してください圧力振幅を変更するためのPZT変換器に供給されるピーク・ツー・ピーク電圧を調整することにより、予想される共振周波数付近の周波数掃引を行うことにより、レは経験的共振周波数を特定します。