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.

밀링 용 CNT 숲 샘플 1. 준비 <ol><li> CNT 합성 <ol><li> 원자 층 증착 (13) 또는 다른 물리적 기상 증착법을 사용하여 열 산화 실리콘 웨이퍼 상에 산화 알루미늄 (알루미나)의 10 nm의 증착. </li><li> 금고 (14) 또는 다른 물리적 증착법을 스퍼터링 법에 의해 알루미나 지지체 층에 철 1 내지. </li><li> 이러한 열적 화학적 기상 증착 (15)로 확립 된 과정을 사용하여 탄소 나노 튜브를 합성. <ol><li> 헬륨과 100 sccm의 수소를 흐르게 400 표준 입방 센티미터 (SCCM) 750 ° C에 20mm 직경의 튜브로 가열한다. 약 50 μm의 / 분의 성장 속도에 대한 탄화수소 공급 원료 가스를 100 sccm의 에틸렌을 소개한다. </li></ol></li></ol></li><li> SEM 준비 <ol><li> 표준 1/2 &quot;직경 SEM 스텁에 탄소 테이프를 적용합니다. 스테이지 내가 틸팅 경우필요한 S, 탄소 나노 튜브 숲 샘플의 영역이 스텁의 가장자리에 분쇄 할 중첩된다. 소프트웨어 제어형 전자빔은 래스터 화 밀링 과정에서 사용되는 경우, 전자 빔 리소그래피에 CNT 샘플을 확보 유사한 방식으로 탑재. </li><li> 탄소 나노 튜브의 단면을 밀링 경우 고정 나사와 45 ° 스텁 홀더에 그루터기를 고정합니다. </li><li> ESEM 제어 소프트웨어에서 &quot;환기&quot;아이콘을 선택하여 ESEM 벤트. </li><li> ESEM 무대 문을 열고 세트 나사와 SEM 단계로 스텁을 고정합니다. </li><li> 주사 전자 현미경 실을 닫고 ESEM 제어 소프트웨어에서 &quot;높은 진공&quot;를 선택합니다. </li><li> ESEM 챔버는 펌핑되는 동안, 제어 소프트웨어 내의 빔 제어 탭을 사용하여 3.0의 5 kV의 스폿 사이즈 전자선 파라미터를 선택한다. </li><li> 감지기를 선택하여 이차 전자 검출기 선택 | ESEM 제어 소프트웨어의 ETD (SE). </li><li> 제어 소프트웨어에서 &quot;빔에&quot;아이콘을 선택합니다.챔버 진공 미만 10-4 토르되면 빔은 활성화 될 수있다. 샘플을 초점을 수동 SEM 포커스 컨트롤 노브를 사용합니다. </li><li> 수동 틸트 스테이지 제어 노브를 사용하여 45 ° 나 ESEM 소프트웨어의 &quot;좌표&quot;탭에서 &quot;경사&quot;필드에서 45 °를 입력하여 샘플을 기울입니다. 가장 높은 샘플에 초점을 맞 춥니 다. 스테이지를 선택하여 작동 거리로 초점 거리를 링크 | 링크 Z는 ESEM 소프트웨어 메뉴에서 FWD합니다. 제어 소프트웨어 내에서 &quot;좌표&quot;탭에서 &quot;Z&quot;필드에 입력 7mm. </li><li> 초점, stigmation, 밝기를 조절하고 잘 초점을 맞춘 이미지를 해결하기 위해 수동 컨트롤 노브를 사용하여 대조. </li></ol></li><li> 높은 진공 모드에서 빔 조정 <ol><li> 탐색 컨트롤을 사용하여 밀링을위한 영역을 찾습니다. 주사 전자 현미경 이미지보기 내에서 또는 수동으로 이동하는 SEM 단계 컨트롤의 x와 y 컨트롤 노브를 돌려 두 번 클릭합니다. </li><li> 인접한 리터로 이동ocation 약 100 μm의 거리 밀링 지역. </li><li> 압력의 함수 가속 전압 픽셀 당 드웰 시간, 빔 전류로서 CNT 숲의 재료 제거 속도를 추정하기 위해도 1을 참조. </li><li> ESEM 제어 소프트웨어를 사용하여 5.0으로 30 kV의 스폿 사이즈의 가속 전압을 조정한다. ESEM 컨트롤 노브를 사용하여 이미지 초점, 밝기 및 대비를 조정합니다. 개인 또는 소수의 탄소 나노 튜브의 나노 미터 크기의 밀링, 3.0 5 kV의 스팟 크기를 선택합니다. </li><li> 수동 조리개 조절하여 1mm 구멍을 선택합니다. 이전에 설명 된대로, 잘 해결 화상을 얻을 초점, stigmation, 밝기 및 대비를 조정합니다. </li><li> &lt;1000 배에 배율을 줄입니다. </li></ol></li><li> 저압 수증기의 SEM 설치 <ol><li> 제어 소프트웨어 드롭 다운 상자에 11 Pa의 압력을 선택한다. </li><li> ESEM의 softwa에서 &quot;진공&quot;설정에서 &quot;저압&quot;모드를 선택합니다수증기를 도입 재. </li><li> 압력 안정화에 따라 제어 소프트웨어에서 &quot;빔&quot;을 선택합니다. &lt;10 μS의 체류 시간 및 상기 제어 소프트웨어의 드롭 다운 상자 024 X 884 해상도를 선택한다. </li><li> 이전에 설명 된대로 이미지의 밝기, 대비, 초점, 그리고 stigmation을 조정합니다. </li><li> 원하는 밀링 영역으로 이동합니다. 스캔을 선택하여 이미지의 방향을 돌려 | 필요한 경우, 제어 소프트웨어의 회전을 스캔합니다. 주사 전자 현미경의 기본 수직 및 수평 주사 방향에 맞춰 적절한 회전 각도를 선택합니다. </li><li> 1 ㎛ 정도의 피처 크기를 밀링의 경우, 40,000의 배율을 선택합니다. 5 μm의 최대 치수 밀 기능에 20,000X의 배율을 선택합니다. </li><li> &#39;&#39; &#39;아이콘을 선택하여 전자빔을 일시. CNT 계 숲의 이미지가 표시 될 것이고, 빔이 일시 정지 된 상태에서 감소 된 영역 밀링 영역을 선택하기 위해 사용될 수있다. &lt;/ 리&gt; </ol></li></ol> 2. CNT 숲 밀링 <ol><li> 직사각형 선택한 영역을 사용 CNT 숲 밀링에 대한 지침 <ol><li> 제어 소프트웨어의 &#39;감소 지역&#39;도구를 선택하거나 소프트웨어 메뉴에서 스캔 감소 지역을 선택합니다. 지역에 걸쳐 감소 된 영역 사각형을 확장하는 분쇄한다. </li><li> 2048 X 1768의 이미지 해상도를 조정합니다. 2 밀리에 체류 시간을 증가시킨다. 2 밀리 초를 사용할 수없는 경우, 스캔로 이동 | 설정하고 &quot;검색&quot;탭을 선택합니다. 기존 검사 시간을 선택하고 &quot;전환 시간&quot;필드에 &quot;2.0 밀리 초&quot;를 입력합니다. 메뉴를 닫으려면 &quot;OK&quot;를 클릭합니다. </li><li> 전자 빔을 활성화하기 위해 제어 소프트웨어의 &#39;&#39; &#39;아이콘을 선택합니다. </li><li> 선택한 영역 한 시간에 빔 래스터는. 단계 2.1.3 직후 아이콘을 선택하도록 &#39; &quot;&#39;아이콘을 선택합니다. 스캔 시간은 선택의 크기에 따라 달라집니다공간 해상도 및 드웰 시간과 주사 영역 화소 당 드웰 시간 내에 화소의 수를 승산함으로써 근사화 될 수있다. </li><li> 빔이 선택한 영역을 래스터 완료되면 &lt;1000 배에 배율을 줄입니다. 높은 진공을 포함하여 단계 1.3에서 사용되는 매개 변수로 되돌립니다. 빔 참여하는 &quot;빔&quot;을 선택합니다. </li></ol></li><li> 수평 라인을 따라 CNT 숲 밀링에 대한 지침 <ol><li> 스캔하는 이동하여 라인 스캔 기능을 선택 | 제어 소프트웨어의 라인입니다. 선폭 전자빔 자체의 크기에 의해 결정된다. 제어 소프트웨어 드롭 다운 상자에서 2048 X 1768의 이미지 해상도를 조정합니다. 단계 2.1.2에 설명 된대로이 MS의 체류 시간을 증가시킨다. </li><li> 전자선을 일시 정지하기 전에 취득 된 정지 화상을 이용하여 영역을 통해 광고가 분쇄되도록 배치했다. </li><li> 비디오 스코프 아이콘을 선택하거나 스캔 메뉴로 이동하고 &quot;비디오 스코프를.&quot; v를 사용ideoscope 도구는 라인 스캔이 완전히 완료되면 피드백 상대적를 제공합니다. </li><li> 라인의 폭을 가로 질러 전자 빔을 스캔 할 &#39; &quot;&#39;아이콘을 선택합니다. </li><li> 빈 전자빔에 &#39;&#39; &#39;아이콘을 선택합니다. </li></ol></li><li> 소프트웨어 제어 전자 빔 래스터 화를 사용하여 CNT 숲 밀링에 대한 지침 <ol><li> 패턴 생성 <ol><li> 오토 캐드로서 CAD 소프트웨어 패키지를 사용하여 관심의 밀링 패턴을 설계한다. </li><li> &quot;나노 미터 패턴 생성 시스템&quot;(NPGS) 소프트웨어를 사용하여 CAD 패턴 파일을 가져옵니다. </li><li> NPGS 소프트웨어의 선택 &quot;채워진 다각형&quot;에 의해 고체 기능에 모양을 변환합니다. </li><li> NPGS의 지정된 프로젝트 폴더에 &#39;.dc2&#39;파일로 도면을 저장합니다. </li><li> NPGS를 사용하여 &quot;.dc2&quot;파일이 포함 된 프로젝트 폴더로 이동합니다. 오른쪽 &quot;.dc2&quot;파일을 선택하고 편집 실행 파일 &quot;을 선택또는 &quot;NPGS 코드에 도면을 변환 아래에 나열됩니다으로 주어진 조건에서 패턴 CNT 숲에 사용되는 일반적인 매개 변수를. : 중심 간 거리 = 5 내지 줄 간격 = 5 nm의 배율 = 10000 원하는 빔 전류 = 26 라인 용량 = 100 NC / cm </li></ol></li><li> NPGS 리소그래피 소프트웨어를 사용하여 전자 빔 밀링 </li><li> NPGS에 SEM의 제어 할 수 있도록 NPGS 소프트웨어 버튼의 &quot;NPGS 모드&quot;를 선택합니다. </li><li> 패턴 파일을 선택하고 밀링을 시작 NPGS에서 &quot;프로세스의 실행 파일&quot;을 선택합니다. </li><li> 패턴이 완료 될 때 NPGS 소프트웨어의 &quot;SEM 모드&quot;를 선택합니다. ESEM 제어 소프트웨어에서 &quot;높은 진공&quot;를 선택합니다. </li><li> 분쇄 영역을 검사 &quot;빔&quot;을 선택합니다. 단계 1.3에 설명 된 조건을 사용합니다. </li></ol></li></ol> 3. 샘플 제거 <ol><li> ESEM 제어 소프트웨어의 &quot;환기&quot;를 선택하여 챔버를 환기. </li><li> ESEM 문을 엽니 다. 고정 나사를 풀어 스텁을 제거합니다. </li><li> 챔버 문을 닫습니다. 제어 소프트웨어에서 &quot;높은 진공&quot;를 선택합니다. </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

이 프로토콜은 CNT 숲에서 기능 비교적 큰 (마이크론 스케일) 밀링에 대한 모범 사례를 자세히 설명합니다. 일반적으로, 물질 제거 속도가 가속 전압, 스포트 크기, 개구 직경을 감소시킴으로써 감소 될 수있다. 포리스트 내의 특정 CNT 트림 조건 5 kV로, (3)의 스폿 크기, 직경이 50 ㎛ 이하이다 개구를 포함 권장. 전자선 동봉 영역 한번만 래스터 것을 감소 ​​사각형 영역을 사용하여 밀링 기술은 자세하게 설명합니다. 추가 절삭 깊이가 필요한 경우 감소 된 영역은 여러 번 스캔 될 수있다; 그러나, 간략하게하기 위해 하나의 주사를 도시한다. 우리는 확장 전자선 시간 고전류 드웰, 높은 가속 전압이 빈번하게 탄소 계 물질의 이미징 피할 조건을 나타낸다는 것을주의; 그러나, 저압 수증기 분위기에서 공격적인 파라미터 대형 밀링을 달성하기위한 중요하다. 모피THER 우리는 주목 작은 CNT 손상 저압 수증기 결과의 부재하에 유사한 조건으로 촬상있다. 이 연구에 기술 된 ESEM 기반 밀링 법은 CNT 숲 구조적 형태를 보존하는 이웃 최소 중단 가공 방법이다. 이 기술은 탄소 나노 튜브의 각각의 세그먼트들과 같은 많은 미크론 걸친 영역을 제거하는 나노 기능을 제거하는 의무가있다. 우리는 소프트웨어 제어 전자선 래스터 화를 사용하여 감소 된 영역 직사각형 선, 임의의 패턴을 사용하는 방법을 보여준다. FIB 기술은 기반 밀링에 비해 상대적으로 청결하지만, 탄소 잔사를 소량의 가공면에 존재한다. 현재의 연구는 이러한 잔류 저감 도로 어드레싱된다. 또한,도 1에 나타낸 재료 제거 속도는 각각 10, 7 nm의 평균 외부 및 내부 직경을 가진 탄소 나노 튜브 특징 CNT 숲 얻어졌다. 소재 제거율S는 CNT 밀도와 CNT의 직경, 및 CNT의 배향의 함수가 될 것으로 예상된다. 그림 1은 언급 연마 율이 CNT 숲의 형태에 특정한 것을 인식, 가이드로 참조해야한다. 도면에 나타낸 질적 경향 모두 CNT 숲위한 보유 할 것으로 예상되지만, 일부 실험은 다른 물질 시스템에 대한 최적의 파라미터를 찾기 위해 요구 될 수있다. ESEM 가공 방법은 CNT 숲을 사용 증명되는 반면, 그래 핀 등 탄소 계 재료에 동일하게 적용 가능하다. 이 기술은 처리 용 CNT 숲 박리하지 않아도 크게 주변 CNT 숲 형태를 변경할 수 외부 무거운 원소를 도입하지 않는다. 절차는 향상된위한 알루미나 (CNT 숲 내부 형태를 검사하기 위해 사용될 수 있으며, 아마 마이크로 프로토 3-D 격자 구조를 제조하기위한 기능적으로 코팅 될 수있는예를 들면 강성이 17, 18). 이 기술은 현재 CNT 숲의 내부 구조 형태를 조사하기 위해 이용되고있다. 구조적 형태를 밀접 기능성과 연결되어 있으므로 16, 19, 20, 21, 22, 3 차원의 CNT 숲 형태의 특성화 지배 구조 특성 관계에 추가적인 통찰력을 제공 할 수있다. 능력 정확하게 숲으로 밀 관찰 내부 나노 튜브의 상호 작용을, CNT 숲 합성 모델링 및 분석 모델에 조정 및 유효성을 검사 할 수 있습니다. 현재까지 ESEM 밀링 기술의 강조는 잔유를 줄이기위한 최적화 조건에 덜 초점을 빠른 물질 제거 지향하고있다연간 탄소 잔사. 물질의 다량이 제거 될 때,도 5에 도시 된 바와 같이, 미래 방향의 절단면의 바로 근처에 증착 된 비정질 탄소의 메커니즘을 탐구하는 것이다. 환경 가스 조성, 증기압, 가속 전압 프로브 전류, 전자선 래스터 화 조건을 포함 탐사 가능한 넓은 파라미터 공간, 향상된 표면 청정도를 얻을 수있다.

탄소 나노 튜브 (CNT) 및 그라 핀으로 인해 우수한 강도, 내구성, 열적 및 전기적 특성 상당한 주목을 받고있는 탄소 계 나노 물질이다. 탄소 나노 재료의 정밀 가공 연구의 새로운 화제가되고 엔지니어 엔지니어링 다양한 애플리케이션으로 이들 물질을 조작 할 수있는 가능성을 제공하고있다. 가공 탄소 나노 튜브와 그래 핀 먼저 관심의 나노 영역의 위치를 ​​다음 선택적으로 관심의 영역 내에서만 물질을 제거하는 나노 크기의 공간 정밀도를 필요로한다. 예를 들어, (또한 CNT 어레이라고도 함) 수직으로 배향 된 CNT 숲의 가공을 고려하십시오. CNT 숲의 단면 정밀 촉매 막의 리소그래피 패터닝에 의해 정의 될 수있다. 수직 배향 숲의 상면 그러나 종종 불완전 불균일 한 높이가 정렬된다. 이러한 열 인터페이스 재료 등의 표면에 민감한 애플리케이션, t에 대한그는 불규칙한 표면은 최적의 표면 접촉을 방해하고 장치의 성능이 저하 될 수 있습니다. 균일 한 평면을 만들 수있는 불규칙한 표면의 정밀 트리밍은 잠재적으로 가능한 접촉 면적을 극대화하여 더 나은, 더 반복 가능한 성능을 제공 할 수 있습니다. 나노 물질에 대한 정밀 가공 기술은 자주 이러한 강화 된 도구를 이용하여 드릴링, 밀링 및 연마와 같은 기존의 거시적 기계 가공 기술을 닮은하지 않습니다. 현재까지 에너지 빔을 사용하는 기술은 탄소 나노 물질의 사이트 선택적 밀링에서 가장 성공적이었다. 이러한 기술은 레이저, 전자 빔을 포함하고, 이온 빔 (FIB)을 조사 집중. 이들 중에서, 레이저 가공 기술은 가장 빠른 소재 제거율 (1, 2)를 제공한다; 그러나, 레이저 시스템의 스폿 사이즈는 몇 미크론 정도이다 및 단일 탄소 N으로 나노 스케일 요소를 분리하기에 너무 큰인구 밀도가 숲에서 anotube 세그먼트. 대조적으로, 전자 및 이온 빔 시스템은 몇 나노 미터의 직경 이하의 스폿으로 집중 될 수있는 빔을 생성한다. FIB 시스템은 특히 나노 분쇄 및 재료의 증착을 위해 설계되었습니다. 이들 시스템은 선택 영역으로부터 물질을 스퍼터링하기위한 기체의 금속 이온의 에너지 빔 (일반적 갈륨)을 이용한다. 탄소 나노 튜브의 FIB 밀링 달성하지만 종종 숲 (3, 4)의 영역 주변에 갈륨 카본 재 침착 포함 의도와 부산물이다. 이 기술은 탄소 나노 튜브 숲의 재 증착 재료 마스크를 사용 및 / 또는 CNT 숲의 기본 모양과 동작을 변경, 선택 밀링 영역의 형태를 변경됩니다. 갈륨은 전자 도핑을 제공 CNT 내에 이식 할 수 있습니다. 이러한 결과는 종종 CNT 숲에 대한 FIB 기반 밀링 금지합니다. 5이므로, TEM에 의해 생성 된 전자 에너지가 직접 CNT 격자에서 원자를 분리하고 높은 국부 밀링을 유도하기에 충분하다. 잠재적 서브 - 나노 미터 정밀도 5, 6, 7 기술 밀스 탄소 나노 튜브; 그러나, 공정이 매우 느리다 - 밀 종종 단일 CNT 분이 필요. 중요한 TEM 기반 밀링 방법은 탄소 나노 튜브가 제 성장 기판으로부터 제거하고 프로세싱을 위해 TEM 그리드 상에 분산시킬 필요하다. 그 결과, TEM 기반의 방법은 일반적으로 탄소 나노 튜브는 단단한 기판 상에 남아 있어야하는 CNT 숲 밀링와 호환되지 않습니다. CN의 밀링<html> 주사 전자 현미경 담당자 (SEM)에 의한 T 숲도 주목을 받고있다. 대조적으로 기술 TEM 기반 SEM기구 직접 탄소 원자를 제거하기 위해 필요한 노크에 에너지를 부여하기에 충분한 에너지를 갖는 전자를 가속 전형적 없습니다. 오히려, SEM 기반 기술은 저압 가스 산화제의 존재 하에서 전자 빔을 이용한다. 전자 빔을 선택적으로 손상 CNT의 격자 및 H 2 O 2, 수산 라디칼 등의 반응성 가스 종으로 주변을 해리된다. 수증기와 산소를 선택 영역의 에칭을 달성하기 위해 가장 일반적으로보고 된 가스이다. SEM에 기반 기술들은 여러 단계의 화학 공정에 의존하기 때문에, 다수의 처리 변수는 프로세스의 밀링 속도 및 정확도에 영향을 미칠 수있다. 이전에 예상대로 증가 가속 전압 및 빔 전류가 직접적으로 인해 증가 된 에너지 플럭스의 밀링 속도를 증가하는 것이 관찰되었다&quot;외부 참조&quot;&gt; 11. 챔버 압력의 영향은 덜 명백하다. 너무 낮은 압력은 밀링 속도를 감소 산화제 결핍 앓고. 또한, 가스 종의 오버 풍부 전자선 산란과 같은 재료 제거 속도를 감소 밀링 영역에서의 전자 흐름을 감소시킨다. 시터에 의해 사용되는 것과 유사한 탄소 제거율, 접근 견적 및 전자가 기판 표면을 에칭하는 반응성 종을 생성하기 위해 상기 표면 부근의 전구체 분자와 상호 작용할 수있다 (12)가 채용 된 랙. 이 모델에서, 에칭 율은 다음과 같이 추정된다 <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55149/55149eq1.jpg" /> N, A는에 천트 종의 표면 농도이고, Z는 가능한 반응 부위의 표면 농도 x는 휘발성 에칭 관한 화학량 인자반응물에 대해 생성 된 제품은 σ는 전자 수증기 충돌에서 원하는 에칭 종의 발생 확률을 나타내고, Γe 표면에서의 전자 플럭스이다. Z가 거의 일정 및 NA보다 훨씬 더 큰 것으로 가정하는 동안 X와 σ의 요인은, 화합 것으로 간주됩니다. 더 자세한 사항은 우리의 이전 작품에서 찾아 볼 수있다. (11) 이 기사에서는 절차는 개별 탄소 나노 튜브 대량으로 (입방 수십 마이크로 미터) 물질 제거에 이르기까지 공장 지역에 SEM 내에서 저압 수증기를 사용하는 탐구한다. 여기서는 삭감 영역 직사각형 수평 라인 스캔, 및 전자 빔의 래스터 화 소프트웨어 제어를 사용하여 ESEM을 사용 밀 CNT 숲에 사용되는 방법을 보여준다. 재료 목록에 설명 된대로 추가 소프트웨어 및 하드웨어, 패턴 생성에 필요합니다. 강조는 상대적 제거에 배치됩니다LY 큰 (입방 마이크론의 100 년대)는 CNT 숲에서 재료 볼륨 조정, 다음의 처리 조건은 상대적으로 공격적이다. 샘플 및 샘플 스텁을 처리 할 때, 일회용 니트릴 장갑을 착용하는 것이 중요하다. 이 스터브 또는 샘플에 옮기고, 그 결과 펌프의 효율이 저하되는 오일을 방지 할 것이다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<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&#160;</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 기술은 CNT 숲 열 CVD (15, 16)하여 합성 밀에 사용 하였다. 포리스트 내에서 몇 탄소 나노 튜브의 선택 영역 제거는 그림 2 (11)에 표시됩니다. 이 데모를 들어, 매개 변수는 5 kV의, 3의 스폿 사이즈, 11 파, 170,000X 배율을 포함, 2 밀리 드웰 시간, 30 μm의의 구멍. 더 큰 규모의 지역 제거를 설명하기 위해 탄소 나노 튜브 숲 micropillar의 상부면 밀링으로 선택했다. SEM 조건은 빠른, 대 면적 탄소 나노 튜브 숲 제거를 위해 선택됩니다. 즉, 이러한 조건은 20,000X의 확대, 11 Pa의 압력, 30 kV의 가속 전압, 5 점 크기, 2 밀리 드웰 시간 및 1mm의 조리개 설정을 포함한다. 제거 될 수있는 불규칙한 상면 선택된 내에 포함되어있는 영역이 감소 상자 선택된다지역. 탄소 나노 튜브 숲 기둥의 SEM 현미경 사진은 이전과 선택 영역 밀링 공정 후 그림 3에 표시됩니다. 그림에서 빨간 선은 낮은 밀링에 사용 감소 된 영역 상자의 경계 나타냅니다. 사각형이 아닌 형상은 소프트웨어 제어 전자 빔 래스터 화와 비교적 짧은 20 μm의 높이 CNT 숲을 사용하여 달성. 도 4에 도시 된 바와 같이, 15 ㎛의 직경의 원형은 CNT 숲으로 가공 하였다. 이 예제의 경우, CNT 숲은 CNT의 성장 방향 (기판에 수직)에 평행하게 분쇄 하였다. 이 데모에 사용되는 밀링 매개 변수는 10000의 확대, 11 Pa의 압력, 30 kV의 가속 전압, 5 점 크기, 2 밀리 드웰 시간, 1 밀리미터 조리개 설정을 포함한다. 도 4 프로세스는 하부 실리콘 기판에 탄소 나노 튜브를 완전히 분쇄 보여준다. ithin 페이지 = &quot;1&quot;&gt; <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55149/55149fig1.jpg" /> 그림 1 : 물질 제거 속도 변화. 재료 제거율 (MRR) 변화. SEM 현미경 사진 (133)의 작동 압력, 66, 33, 66을 변화시킴으로써, 폭 방향 (A)에서 MRR을 보여, 11 파 (위에서 아래로) 및 (b) 축 3에서 체류 시간을 조절하여 방향 절단이 (왼쪽에서 오른쪽) 1 0.5 MS / 화소. MRR 증분 압력 변화, 가속 전압, 빔 전류의 함수로서 플롯하고, (c) 및 횡 방향 (d)의 축 방향으로 절단 체류 시간이다. 전자 선량의 함수로서 MRR은 (E) 및 가로 방향 (F)의 축 밀링 방향 모두에서 거의 직선적으로 변화한다. 이 수치는 기준 (11)로부터 허가를 재생된다.9 / 55149fig1large.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55149/55149fig2.jpg" /> 그림 2 : 개별 탄소 나노 튜브의 밀링. (a) 전, (b) 분쇄 후 로컬 밀링 선정 포리스트 내에서 개별적인 탄소 나노 튜브를 나타낸 SEM 현미경 사진. 이 수치는 기준 (11)로부터 허가를 재생된다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55149/55149fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55149/55149fig3.jpg" /> 그림 3 : CNT 숲의 밀링. 10 μm의 넓은 CNT 숲 기둥 (a) 전 ESEM 기반 밀링을 이용하여 선택 영역 밀링 후 (b). 밀링 조건은 20,000X의 확대, 11 Pa의 압력, 30 kV의 가속 전압, 5 점 크기, 픽셀 당 2 밀리, 30 μm의 구멍의 드웰 시간을 포함한다. 도면에서 붉은 라인은 분쇄 공정에서 사용되는 선택 영역의 경계 사각형 하부 나타낸다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55149/55149fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55149/55149fig4.jpg" /> 그림 4 : CNT 숲의 무늬 밀링. 소프트웨어 제어 전자 빔 래스터 화는 CNT 숲에서 15 μm의 직경의 원을 정의하고 밀하는 데 사용됩니다. 이 설정에서, 밀링 방향은 CNT의 성장 방향에 평행이었다하부 기판에 P 표면. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55149/55149fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/55149/55149fig5.jpg" /> 그림 5 : 밀링 후 입금 탄소. ESEM의 표면 마무리를 나타내는 SEM 현미경 사진은 CNT 숲을 분쇄. (a)는 CNT 숲의 상면은 분쇄 합성 된 영역 사이의 표면의 변화를 나타낸다. (b) 높은 배율 일부 비정질 탄소 증착물이 절단 공정 중에 남아있는 것을 알 수있다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55149/55149fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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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.

저압 주사 전자 현미경을 사용하여 탄소 나노 튜브 숲의 정밀 밀링

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

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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 카본 나노튜브 Microstructures의 제조, Densification 및 복제 성형

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

연구

공학

Dry Oxidation and Vacuum Annealing Treatments for Tuning the Wetting Properties of Carbon Nanotube Arrays

In this article, we describe a simple method to reversibly tune the wetting properties of vertically aligned carbon nanotube (CNT) arrays. Here, CNT arrays are defined as densely packed multi-walled carbon nanotubes oriented perpendicular to the growth substrate as a result of a growth process by the standard thermal chemical vapor deposition (CVD) technique.1,2 These CNT arrays are then exposed to vacuum annealing treatment to make them more hydrophobic or to dry oxidation treatment to render them more hydrophilic. The hydrophobic CNT arrays can be turned hydrophilic by exposing them to dry oxidation treatment, while the hydrophilic CNT arrays can be turned hydrophobic by exposing them to vacuum annealing treatment. Using a combination of both treatments, CNT arrays can be repeatedly switched between hydrophilic and hydrophobic.2 Therefore, such combination show a very high potential in many industrial and consumer applications, including drug delivery system and high power density supercapacitors.3-5
The key to vary the wettability of CNT arrays is to control the surface concentration of oxygen adsorbates. Basically oxygen adsorbates can be introduced by exposing the CNT arrays to any oxidation treatment. Here we use dry oxidation treatments, such as oxygen plasma and UV/ozone, to functionalize the surface of CNT with oxygenated functional groups. These oxygenated functional groups allow hydrogen bond between the surface of CNT and water molecules to form, rendering the CNT hydrophilic. To turn them hydrophobic, adsorbed oxygen must be removed from the surface of CNT. Here we employ vacuum annealing treatment to induce oxygen desorption process. CNT arrays with extremely low surface concentration of oxygen adsorbates exhibit a superhydrophobic behavior.

This article describes a simple method to fabricate vertically aligned carbon nanotube arrays by CVD and to subsequently tune their wetting properties by exposing them to vacuum annealing or dry oxidation treatment.

탄소 나노 튜브 배열의 으러 속성을 조정을위한 트리트먼트 소둔 건식 산화, 진공

In this article, we describe a simple method to reversibly  tune the wetting properties of vertically aligned carbon nanotube (CNT) arrays.  Here, CNT ...

Synthesis and Functionalization of Nitrogen-doped Carbon Nanotube Cups with Gold Nanoparticles as Cork Stoppers

Nitrogen-doped carbon nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs). These as-synthesized graphitic nanocups from chemical vapor deposition (CVD) method were stacked in a head-to-tail fashion held only through noncovalent interactions. Individual NCNCs can be isolated out of their stacking structure through a series of chemical and physical separation processes. First, as-synthesized NCNCs were oxidized in a mixture of strong acids to introduce oxygen-containing defects on the graphitic walls. The oxidized NCNCs were then processed using high-intensity probe-tip sonication which effectively separated the stacked NCNCs into individual graphitic nanocups. Owing to their abundant oxygen and nitrogen surface functionalities, the resulted individual NCNCs are highly hydrophilic and can be effectively functionalized with gold nanoparticles (GNPs), which preferentially fit in the opening of the cups as cork stoppers. These graphitic nanocups corked with GNPs may find promising applications as nanoscale containers and drug carriers.

We discussed the synthesis of individual graphitic nanocups using a series of techniques including chemical vapor deposition, acid oxidation and probe-tip sonication. By citrate reduction of HAuCl4, the graphitic nanocups were effectively corked with gold nanoparticles due to the chemically reactive edges of the cups.

코르크 마개로 금 나노 입자와 질소 도핑 된 탄소 나노 튜브 컵의 합성과 기능화

Nitrogen-doped carbon  nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as  nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs).  These ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary interiors, design materials with novel properties, understand the mechanical behavior of materials exposed to very high stresses as in explosions or impacts. Synthesis and structural analysis of materials at extreme conditions of pressure and temperature entails remarkable technical challenges. In the laser heated diamond anvil cell (LH-DAC), very high pressure is generated between the tips of two opposing diamond anvils forced against each other; focused infrared laser beams, shined through the diamonds, allow to reach very high temperatures on samples absorbing the laser radiation. When the LH-DAC is installed in a synchrotron beamline that provides extremely brilliant x-ray radiation, the structure of materials under extreme conditions can be probed in situ. LH-DAC samples, although very small, can show highly variable grain size, phase and chemical composition. In order to obtain the high resolution structural analysis and the most comprehensive characterization of a sample, we collect diffraction data in 2D grids and combine powder, single crystal and multigrain diffraction techniques. Representative results obtained in the synthesis of a new iron oxide, Fe4O5 1 will be shown.

The laser heated diamond anvil cell combined with synchrotron micro-diffraction techniques allows researchers to explore the nature and properties of new phases of matter at extreme pressure and temperature (PT) conditions. Heterogeneous samples can be characterized in situ under high pressure by 2D mapping and combined powder, single-crystal and multigrain diffraction approaches.

극단적 인 압력과 온도에서 합성 부위 회절

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the electronic quantum structure of small systems - including individual atomic dopants in semiconductors. Here we present a capacitance-based method, known as Subsurface Charge Accumulation (SCA) imaging, which is capable of resolving single-electron charging while achieving sufficient spatial resolution to image individual atomic dopants. The use of a capacitance technique enables observation of subsurface features, such as dopants buried many nanometers beneath the surface of a semiconductor material1,2,3. In principle, this technique can be applied to any system to resolve electron motion below an insulating surface.
As in other electric-field-sensitive scanned-probe techniques4, the lateral spatial resolution of the measurement depends in part on the radius of curvature of the probe tip. Using tips with a small radius of curvature can enable spatial resolution of a few tens of nanometers. This fine spatial resolution allows investigations of small numbers (down to one) of subsurface dopants1,2. The charge resolution depends greatly on the sensitivity of the charge detection circuitry; using high electron mobility transistors (HEMT) in such circuits at cryogenic temperatures enables a sensitivity of approximately 0.01 electrons/Hz&frac12; at 0.3 K 5.

Scanning-probe single-electron capacitance spectroscopy facilitates the study of single-electron motion in localized subsurface regions. A sensitive charge-detection circuit is incorporated into a cryogenic scanning probe microscope to investigate small systems of dopant atoms beneath the surface of semiconductor samples.

스캐닝 프로브 단일 전자 용량 분광학

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the ...

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.

반도체 기술과 호환 저온 탄소 나노 튜브 수직 상호 연결의 제작

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

In Depth Analyses of LEDs by a Combination of X-ray Computed Tomography (CT) and Light Microscopy (LM) Correlated with Scanning Electron Microscopy (SEM)

In failure analysis, device characterization and reverse engineering of light emitting diodes (LEDs), and similar electronic components of micro-characterization, plays an important role. Commonly, different techniques like X-ray computed tomography (CT), light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM) are used separately. Similarly, the results have to be treated for each technique independently. Here a comprehensive study is shown which demonstrates the potentials leveraged by linking CT, LM and SEM. In depth characterization is performed on a white emitting LED, which can be operated throughout all characterization steps. Major advantages are: planned preparation of defined cross sections, correlation of optical properties to structural and compositional information, as well as reliable identification of different functional regions. This results from the breadth of information available from identical regions of interest (ROIs): polarization contrast, bright and dark-field LM images, as well as optical images of the LED cross section in operation. This is supplemented by SEM imaging techniques and micro-analysis using energy dispersive X-ray spectroscopy.

In Depth Analyses of LEDs by a Combination of X-ray Computed Tomography CT and Light Microscopy LM Correlated with Scanning Electron Microscopy SEM

A workflow for comprehensive micro-characterization of active optical devices is outlined. It contains structural as well as functional investigations by means of CT, LM and SEM. The method is demonstrated for a white LED which can be still be operated during characterization.

(SEM) X 선 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 및 주사 전자 현미경과 상관 광학 현미경 (LM)의 조합에 따라 LED를 깊이 분석에서

In failure analysis, device characterization and reverse engineering of light emitting diodes (LEDs), and similar electronic components of ...

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The characteristics of the C84-embedded Si surface, such as atomic resolution topography, local electronic density of states, band gap energy, field emission properties, nanomechanical stiffness, and surface magnetism, were examined using a variety of surface analysis techniques under ultra, high vacuum (UHV) conditions as well as in an atmospheric system. Experimental results demonstrate the high uniformity of the C84-embedded Si surface fabricated using a controlled self-assembly nanotechnology mechanism, represents an important development in the application of field emission display (FED), optoelectronic device fabrication, MEMS cutting tools, and in efforts to find a suitable replacement for carbide semiconductors. Molecular dynamics (MD) method with semi-empirical potential can be used to study the nanoindentation of C84-embedded Si substrate. A detailed description for performing MD simulation is presented here. Details for a comprehensive study on mechanical analysis of MD simulation such as indentation force, Young&#39;s modulus, surface stiffness, atomic stress, and atomic strain are included. The atomic stress and von-Mises strain distributions of the indentation model can be calculated to monitor deformation mechanism with time evaluation in atomistic level.

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

This paper reports the nanomaterial fabrication of a fullerene Si substrate inspected and verified by nanomeasurements and molecular dynamic simulation.

C 프로빙<sub&gt; (84)</sub&gt;은 스캐닝 프로브 현미경 및 분자 역학을 사용하여 실리콘 기판을 - 임베디드

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The ...

Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a microfluidic chamber assembled in the specimen holder for Transmission Electron Microscopy (TEM) and STEM. The microfluidic system consists of two silicon microchips supporting thin Silicon Nitride (SiN) membrane windows. This article describes the basic steps of sample loading and data acquisition. Most important of all is to ensure that the liquid compartment is correctly assembled, thus providing a thin liquid layer and a vacuum seal. This protocol also includes a number of tests necessary to perform during sample loading in order to ensure correct assembly. Once the sample is loaded in the electron microscope, the liquid thickness needs to be measured. Incorrect assembly may result in a too-thick liquid, while a too-thin liquid may indicate the absence of liquid, such as when a bubble is formed. Finally, the protocol explains how images are taken and how dynamic processes can be studied. A sample containing AuNPs is imaged both in pure water and in saline.

This protocol describes the operation of a liquid flow specimen holder for scanning transmission electron microscopy of AuNPs in water, as used for the observation of nanoscale dynamic processes.

스캔 전송 전자 현미경을 사용하여 액체에 나노 크기의 개체의 동적 프로세스를 공부

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of gamma rays created when neutrons interact with soil elements. The main parts of the INS system are a pulsed neutron generator, NaI(Tl) gamma detectors, split electronics to separate gamma spectra due to INS and thermo-neutron capture (TNC) processes, and software for gamma spectra acquisition and data processing. This method has several advantages over other methods in that it is a non-destructive in situ method that measures the average carbon content in large soil volumes, is negligibly impacted by local sharp changes in soil carbon, and can be used in stationary or scanning modes. The result of the INS method is the carbon content from a site with a footprint of ~2.5 - 3 m2 in the stationary regime, or the average carbon content of the traversed area in the scanning regime. The measurement range of the current INS system is &#62;1.5 carbon weight % (standard deviation &#177; 0.3 w%) in the upper 10 cm soil layer for a 1 hmeasurement.

Here, we present the protocol for in situ measurement of soil carbon using the neutron-gamma technique for single point measurements (static mode) or field averages (scanning mode). We also describe system construction and elaborate data treatment procedures.

측정 토양 탄소 고정 및 검색 모드에서 중성자-감마선 분석에 의해

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...