Bu araştırma, Pacific Northwest Ulusal Laboratuvarı (için Bakanlığı, enerji (DOE) Sözleşme No altında Battelle Memorial Enstitüsü tarafından işletilen PNNL), gerçekleştirildi DE-AC05-76RL01830. Yazarlar ABD Dışişleri Bakanlığı kurumlararası anlaşma SIAA15AVCVPO10 altında anahtarı doğrulama kıymetler Fonu (V Fonu) aracılığıyla destek minnetle kabul etmiş oluyorsunuz.

1. malzeme hazırlık <ol><li>temizlik için birkaç 2 inç silikon gofret bir kuvars taşıyıcı yerleştirin ve silikon gofret sistem aşındırma plazma yük. En az 75 mTorr ulaşıncaya kadar aşağı vakum odası pompa. Bu birkaç dakika sürebilir.</li>
	<li>O 2 (30 sccm) gaz akışını başlamak ve basınç stabilize etmek için izin verir. Etch saat 15dk için ayarlayın. Odası basınç stabilize bir kez Radyofrekans (RF) 13.56 MHz 250 W plazma başlatmak. 
	Not: Bu adım herhangi bir organik silikon gofret temizler kirlenmektedir ve yüzey functionalizes ile hydroxylated (-OH) böylece hidrofilik bir yüzey sağlanması moieties.</li>
	Bitirmek için plazma Temizleme için bekleyen adım iken <li>buzdolabı (4 ° C) ticari olarak satın alınan polistren nanospheres (170 nm çapı, % 10 katı, % 0.5 Sodyum Lauryl Sülfat) kaldırın. Oda sıcaklığına kadar ısıtmak kapsayıcı izin.</li>
	<li>Kısaca girdap (1 dk) ve (35 kHz, 1dk) nanosphere Aglomerasyon en aza indirmek için polistren nanospheres solüsyon içeren temizleyicide.</li>
	<li>Temiz cam şişe içine 170 nm polistren nanospheres 1.0 mL ölçmek ve 1.0 mL % 5 katı kolloidal süspansiyon elde etmek için H 2 O ekleyin.</li>
	<li>15 dk sonra O 2 akışını durdurmak, vakum odası delik ve taze temizlenmiş gofret kaldırmak.</li>
</ol> 2. Spin-kaplama polistiren Nanospheres şablonunun <ol><li>Unload temizlenmiş silikon gofret plazma yakıcısı. O zaman bir 2 inç gofret spin coater üzerine monte. Düzgün merkezli ve O-ring herhangi bir enkaz açık olduğundan emin olun. Vakum başlatmak ve gofret Sahne Alanı'na güvenli bir şekilde takıldığından emin olun.</li>
	<li>Spin coater spin parametrelerini ayarlamak. Bu parametreler nanosphere boyutuna göre değişir. %5 170 nm nanospheres çözümü için 1 adım süreci bir spin saat 1 dk, 3000 rpm hızında ve 2000 d/d ivme ile spin coater ayarlamak/s.</li>
	<li>Tek kullanımlık şırınga kullanarak, çekilme ~ 1 mL flakon üzerinden kolloidal süspansiyon. Şişeyi bir kenara. 5 µm şırınga filtre alıp şırınga sonuna yerleştirin. Bir damlacık süspansiyon, ucu temizlenene kadar şırınga düşürmek. Filtre istenmeyen toplamları kaldırır ve partikül bu önemli ölçüde film kalitesini düşürebilir.</li>
	Öyle ki yaklaşık 2/3 yüzeyi kaplı <li>doğrudan gofret merkezi üzerinde yeterli süspansiyon Kasası. Bu film kalite etkileyebilir çünkü baloncuklar en aza indirmek deneyin. Spin-coater kapağını kapatın ve Start tuşuna basın. Bu işlem sırasında nanospheres kendi kendine bir araya gofret yüzey üzerinde ince film girişim etkileri görmek mümkün olabilir. Bu nanosphere çapı göre değişir.</li>
	<li>Vakum devre dışı bırakma sonra spin kaplı gofret kaldırın. Kase ve aşırı nanospheres kaldırmak için spin coater kapağını silin.</li>
</ol> 3. Kalite değerlendirme ve gravür için hazırlık film <ol><li>görsel olarak çizgiler veya partikül tarafından spin-kaplama işlemi sırasında neden olabilir delik gibi belirgin kusurları bakarak kendi kendine monte filmin kalitesini değerlendirmek.</li>
	<li>Film kaliteli bir optik mikroskop altında gofret yerleştirerek değerlendirmek. Tane sınırları ve bazı kusurlar normaldir. Gofret geniş kaplamasız alanlar veya açık multilayers varsa, daha düzgün bir film elde etmek için spin parametrelerini ayarlamak gereklidir. Elektron mikroskobu film kalitesini değerlendirmek için de kullanılabilir.</li>
	<li>Mikroskop ve odak bir 20 X amacı istimal silikon gofret yüzeyine ışık kaynağı açın. Kalite bütünlüğü sağlamak için gofret boyunca çeşitli noktalarda değerlendirmek.</li>
	<li>Son filmi kalite nanosphere görselleştirmek için tarama elektron mikroskobu (SEM) kullanmaktır Nano kendinden montajlı denetleyin. Multilayers, delik ve tahıl sınırları/kusurları derecesini nispeten hızlı bir şekilde bu tekniği kullanarak gofret küçük porsiyonlar arasında değerlendirmek mümkündür.</li>
	Bir kez yeterli bir film elde etti, <li>kendi kendine monte nanospheres tavlamak 2 dk (107 ° C) bir fırına gofret yerleştirin. Bu yapışma substrat için teşvik yardımcı olur ve daha iyi bir nanopatterned yüzey aşındırma sonra verimleri.</li>
</ol> 4. Gravür, Metal birikimi ve optik karakterizasyonu <ol><li>tavlanmış gofret plazma yakıcısı yük ve pompa aşağı süreci başlatmak.</li>
	En az 75 mTorr, vakum odası ulaştıktan sonra <li>O 2 (20 sccm) gaz akışını başlar ve stabilize etmek için basınç bekleyin. 165 RF plazma (75W) başlatmak s.</li>
	<li>RF plazma döngüsü tamamlandığında, O 2 akışını durdurmak ve odası delik.</li>
	<li>Substrat kazınmış ve hazır için metal birikimi artık. Örnek bir sputter coater için taşıma ve ince bir mevduat (20 nm) altın tabakası. İfade açıları değişen nanocups optik özelliklerini değiştirmek için kullanılabilir. Bu durumda, metal birikimi substrat için normalde olay gerçekleştirildi.</li>
	<li>Sonra metal biriktirme, substrat optik spektroskopisi kullanılarak karakterize. Metalize substrat yüzeyinin microspectrophotometer odaklanmak ve yansıma spectra ölçün. 170 nm kazınmış nanosphere diziler için LSPR 615 yapıldı nm.</li>
	<li>Kullanma basınca duyarlı yapışkan bant, yavaşça filmin substrat temas yerleştirin. Bir cımbız kullanarak arabirim oluşan herhangi bir hava kabarcıkları kaldırmak gerekli olabilir.</li>
	Bant yüzey temas olduğunda <li>, kaseti hemen nanocups substrat yüzeyindeki çıkarmak için soyulmuş. Hafifçe kabuğu kaseti geri ve altın nanocups esnek ve açıkorur filmin sonucudur.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Fang, Y., Sun, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoplasmonic+waveguides:+towards+applications+in+integrated+nanophotonic+circuits.">Nanoplasmonic waveguides: towards applications in integrated nanophotonic circuits.</a> Light Sci Appl. 4, e294 (2015).</li><li>Li, J. F., Anema, J. R., Wandlowski, T., Tian, Z. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectric+shell+isolated+and+graphene+shell+isolated+nanoparticle+enhanced+Raman+spectroscopies+and+their+applications.">Dielectric shell isolated and graphene shell isolated nanoparticle enhanced Raman spectroscopies and their applications.</a> Chemical Society Reviews. 44 (23), 8399-8409 (2015).</li><li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+Area+Plasmonic+Color+Palettes+with+Expanded+Gamut+Using+Colloidal+Self-Assembly.">Large Area Plasmonic Color Palettes with Expanded Gamut Using Colloidal Self-Assembly.</a> ACS Photonics. , (2016).</li><li>Taylor, A. B., Michaux, P., Mohsin, A. S. M., Chon, J. W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron-beam+lithography+of+plasmonic+nanorod+arrays+for+multilayered+optical+storage.">Electron-beam lithography of plasmonic nanorod arrays for multilayered optical storage.</a> Optics Express. 22 (11), 13234-13243 (2014).</li><li>Endo, H., Mochizuki, Y., Tamura, M., Kawai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+Functionalization+of+Periodically+Aligned+Metallic+Nanocup+Arrays+Using+Colloidal+Lithography+with+a+Sinusoidally+Wrinkled+Substrate.">Fabrication and Functionalization of Periodically Aligned Metallic Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography with a Sinusoidally Wrinkled Substrate.</a> Langmuir. 29 (48), 15058-15064 (2013).</li><li>Wang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symmetry+breaking+in+individual+plasmonic+nanoparticles.">Symmetry breaking in individual plasmonic nanoparticles.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (29), 10856-10860 (2006).</li><li>Wollet, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmon+hybridization+in+stacked+metallic+nanocups.">Plasmon hybridization in stacked metallic nanocups.</a> Optical Materials Express. 2 (10), 1384-1390 (2012).</li><li>Duempelmann, L., Casari, D., Luu-Dinh, A., Gallinet, B., Novotny, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Color+Rendering+Plasmonic+Aluminum+Substrates+with+Angular+Symmetry+Breaking.">Color Rendering Plasmonic Aluminum Substrates with Angular Symmetry Breaking.</a> ACS Nano. 9 (12), 12383-12391 (2015).</li><li>King, N. 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=Angle-+and+Spectral-Dependent+Light+Scattering+from+Plasmonic+Nanocups.">Angle- and Spectral-Dependent Light Scattering from Plasmonic Nanocups.</a> ACS Nano. 5 (9), 7254-7262 (2011).</li><li>Mirin, N. A., Halas, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-Bending+Nanoparticles.">Light-Bending Nanoparticles.</a> Nano Letters. 9 (3), 1255-1259 (2009).</li><li>Eggleston, M. S., Messer, K., Zhang, L., Yablonovitch, E., Wu, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+antenna+enhanced+spontaneous+emission.">Optical antenna enhanced spontaneous emission.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (6), 1704-1709 (2015).</li><li>Bora, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+black+metals+in+resonant+nanocavities.">Plasmonic black metals in resonant nanocavities.</a> Applied Physics Letters. 102 (25), 251105 (2013).</li><li>Akselrod, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+Nanosecond+Photoluminescence+from+Infrared+PbS+Quantum+Dots+Coupled+to+Plasmonic+Nanoantennas.">Efficient Nanosecond Photoluminescence from Infrared PbS Quantum Dots Coupled to Plasmonic Nanoantennas.</a> ACS Photonics. , (2016).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu iletişim kuralı Plazmonik altın nanocups periyodik dizileri imalatı için düşük maliyetli ve verimli bir teknik gösterir. Elektron ışını litografi veya odaklı iyon demeti seri tepeden işlemler önler çünkü bu teknik özellikle avantajlıdır freze. Sunulan teknik ticari olarak mevcut polimer nanospheres için daha fazla alay nano ölçekli şablon olarak hizmet etmek için basit bir şekilde kendi kendine birleştirilebilecek gösterir.
Değişiklikler ve sorun giderme:
Film kalitesi kötü değilse, nanosphere çözüm önceden filtre uygulamak gerekli olabilir. Burada, ama biz 5 µm şırınga filtre kullanılan bağlı olarak nanosphere çapı 0,22 µm aşağı şırınga filtreleri kullanmak için avantajlı olabilir. Gravür işleminin istenen optik yanıt almak için ayarlanabilir. Etch kalitesini sigara-dokunaklı ve eşit aralıklı polimer nanospheres emin olmak için SEM kullanarak değerlendirilmelidir. Etch parametreleri için belirli bir sistemi kurduktan sonra tekrarlanarak benzer plasmon rezonanslar ile bir toplu iş birkaç gofret üretimi mümkündür. Değişik açılarda metal birikimi nanocup'ın Anizotropik optik özelliklerini ayarlamak.
Kritik adımlar:
Nanospheres düzgün depolanan ve yüksek kaliteli filmlerin elde etmek için ele gerekir. Oda sıcaklığında ve kısaca monodisperse nanospheres emin olmak için sonication tarafından takip girdap ısıtmak nanospheres izin verir. Silikon yüzey temizlenir ve hemen yüksek hidrofilik bir yüzey sağlamak için kullanılan plazma olması gerekir. Son olarak, kendi kendine monte filmin her ikisi de göz yanı sıra optik mikroskobu ile kontrol edilmelidir. En az kusurları dikkat edilmelidir, aksi takdirde spin koşulları ayarlamak gerekli olacaktır.
Sınırlamalar:
Bu yüksek ölçeklenebilir bir tekniktir ancak akılda tutulması gereken bazı sınırlamaları var mı. Kendinden montajlı işlem nanospheres büyük diziler üreten mükemmel ama nanoyapıların üç boyutlu anizotropi ile imal etmek zordur. Karmaşık nanoyapıların en iyi elektron ışını litografi veya odaklı iyon ışını tarafından fabrikasyon freze. Bu taşınımı, ancak, de ölçek mi ve üretimi son derece pahalıdır.
Genel olarak, bu iletişim kuralını nanoplasmonic Filmler imal gösterilmiştir. Nanoplasmonic filmleri doğrusal olmayan optik malzemeler7, fotovoltaik12ve ışık yayan diyotlar13gibi alanlarda çeşitli uygulamalar var.

Plasmonics geliştirilmiş nanofabrication ve sentez teknikleri ile birlikte ortaya çıkması circuity, geliştirilmiş kimyasal tespit ve optik algılama1 alt kırınım sınırlı gibi çeşitli heyecan verici teknolojileri hakkında getirdi ,2,3. Bu protokol için bir ölçeklenebilir ve nispeten düşük maliyetli tekniği nanopatterned Plazmonik yüzeylerde piyasada bulunan polimer nanospheres ve metal ifade tarafından takip bir gravür adım kullanarak imalatı yetenekli göstermek. Elektron ışını litografi4gibi nanopatterned yüzeylerde imalatı için diğer teknikleri aksine bu teknik hızlı ve verimli bir şekilde 300 mm gofret için ölçeklenebilir ve ötesine en az çaba ve kullanımları ile bir transfer adım esnek üretmeye ve açıkorur filmleri5.
Roma Dönemi beri bilmemiz ne zaman onlar ince ayrılır bazı metaller altın ve gümüş gibi parlak optik özelliklerine sahip olabilir. Bugün, biz bu metal parçacıklar "yüzey plasmon rezonans lokalize" adı verilen bir etkisi sergi anlamak (boyutlarıyla Nano yaklaştığında LSPR). LSPR metal parçacıklar belirli frekansları ışık aydınlatır zaman içinde salınım zayıf ilişkili elektronlar metal buldum tutarlı bir duran dalga benzerdir. Yönbağımlı nanoyapıların özel ilgi olduklarından benzersiz optik rezonanslar6,7,8kırma simetri bir sonucu olarak ortaya çıkabilir.
Yarı-kabuk (nanocup) yapıları ile ışık aydınlatma elektrik dipol veya metal yüzey ile ilgili olay ışık yönünü ifade açısı gibi faktörlere bağlı olarak manyetik dipol plasmon modları heyecanlandırmak ve polarizasyon olay ışık9. Nanocups kez bir LC-osilatör10,11yaklaşık olarak rezonans frekansı olabilir üç boyutlu Segman Çınlayıcılar (Rezonatörler), benzer kabul edilmiştir. Burada kullanılan polimer nanospheres boyutunu rezonans frekansı (170 nm), yatırılan altın miktarı (20 nm), ve görünür kapsayan rezonans frekansları ve IR. yakınındaki etch oranları verim
Altın nanocups optik özelliklerini iletim veya yansıma, spin-kaplama için kullanılan yüzey bağlı olarak ölçülebilir. Sunulan protokolünde 2 inç silikon gofret substrat kullanın ve yansıma ölçümleri sonra metal birikimi gerçekleştirmek seçtik. Ölçümler için dağıtıcı bir Spektrometre halojen ışık kaynağı ile birleştiğinde bir mikroskop kullanarak gerçekleştirilen. Biz de başarı ile cam yüzeylerde, istimal hemen ardından metal birikimi iletim ve yansıma ölçümleri için izin oldu. Ayrıca, bu tekniği kolayca ölçeklenebilir ve 2 inç gofret için sınırlı değildir. Yüksek kaliteli monodisperse polimer nanospheres geniş ticari durumu nedeniyle, sadece farklı büyüklükteki nanospheres ile başlatarak bu yapılar optik özelliklerini ayarlamak basittir.
Bu protokol, kolloidal litografi adı verilen bir yöntem kullanarak nanoyapıların gösterdi Anizotropik yarı-kabuk (veya nanocup) altın imal etmek bir teknik. Kolloidal litografi son derece monodisperse polimer nanosphere hızlı bir şekilde daha fazla bir Plazmonik substrat ince bir tabaka halinde altın kaplama sputter sonra işlenebilir bir substrat desen için kendinden montajlı kullanır. Aynı şekilde, substrat anizotropi sırasında metal birikimi örnek substrat eğerek ayarlamak mümkündür. Polarizasyon duyarlı elde edilen yapılardır kurulan nanostructure anizotropi yüzünden. Burada, belirli bir göstermek durumunda ve optik karakterizasyonu ve yapıları şeffaf, esnek sinemaya aktarmak için kalkış gerçekleştirmek.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="762">
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:204px;">Polystyrene microspheres</td>
			<td style="width:152px;">Bangs Laboratories, Inc.</td>
			<td style="width:209px;">PS02N</td>
			<td style="width:197px;">170 nm &#8211; 580 nm diameter</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:204px;">Silicon wafers</td>
			<td style="width:152px;">El-CAT, Inc.</td>
			<td style="width:209px;">3489</td>
			<td style="width:197px;">300 mm thick, one side polished [100]</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Adhesive tape</td>
			<td style="width:152px;">3M</td>
			<td style="width:209px;">Scotch 600</td>
			<td style="width:197px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Spin coater</td>
			<td style="width:152px;">Laurell</td>
			<td style="width:209px;">WS-650-23B</td>
			<td style="width:197px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Plasma etcher</td>
			<td style="width:152px;">Nordson March&#160;</td>
			<td style="width:209px;">AP-600</td>
			<td style="width:197px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Microspectrophotometer</td>
			<td style="width:152px;">CRAIC</td>
			<td style="width:209px;">380-PV</td>
			<td style="width:197px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Sonicator</td>
			<td style="width:152px;">VWR</td>
			<td style="width:209px;">97043-932</td>
			<td style="width:197px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Scintillation vials</td>
			<td style="width:152px;">Wheaton</td>
			<td style="width:209px;">986734</td>
			<td style="width:197px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">5 um syringe filter</td>
			<td>Millex</td>
			<td>SLSV025LS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Oxygen gas</td>
			<td>Oxarc</td>
			<td>PO249&#160;</td>
			<td>Industrial Grade 99.5% purity</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Vaccum pump</td>
			<td>Kurt J. Lesker</td>
			<td>Edwards 28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Disposable syringes</td>
			<td>Air Tite Products Co.</td>
			<td>14-817-25</td>
			<td>1 mL capacity</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:204px;">Water</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>W4502</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of periodic gold nanocup arrays using colloidal lithography

Araştırmacılar yeni nanofabrication teknikleri ile birlikte kimyasal ve optik algılama için ilgili heyecan verici uygulamalar göstermiştir gibi son yıl içinde plasmonics alan patladı vardır. Bir plasmon Nano metaller altın ve gümüş benzersiz optik özellikleri gibi ödünç ücret yoğunluk salınım kuantum var. Özellikle, altın ve gümüş nano tanecikleri nanopartikül-in yerelleştirilmiş yüzey plasmon rezonanslar-toplu ücret yoğunluk salınımlarını yüzeyinde görünür tayf sergi. Anizotropik Plazmonik nanoyapıların periyodik dizileri fabrikasyon üzerinde odaklanabilir. Bu yarı-kabuk (veya nanocup) yapılar ek benzersiz ışık bükme ve polarizasyon bağımlı sergi optik özellikleri basit bu izotropik nanoyapıların olamaz. Araştırmacılar nanocups gibi düşük maliyetli optik aygıtlar, Raman yüzey gelişmiş uygulamaları, çeşitli için periyodik dizileri imalatı ile ilgilenen saçılma ve gösterge kurcalamak. Biz içinde hangi o kolayca spin-kaplama kullanarak nanocups büyük periyodik dizileri imal etmek mümkündür ve ticari olarak mevcut polimer nanospheres kendi kendine monte kolloidal litografi dayalı ölçeklenebilir bir teknik mevcut. Elektron mikroskobu ve optik yakın kızılötesi (yakın-IR) için görünür gelen spektroskopisi başarılı nanocup imalat onaylamak için gerçekleştirilen. Nanocups transfer esnek, açıkorurdur yapıştırıcı film bir gösteri ile sonuçlandırmak.

Altın nanocups 170 nm çapında polistren nanospheres kullanılarak hazırlanmıştır. 107 ° C'de 2 min için tavlama ve 165 için 75 W, 20 sccm O2 plazma ile aşındırma sonra s, elde edilen filmin karakterize SEM (şekil 1) kullanarak. Spin-döküm filmin kalitesini değerlendirmek için optik mikroskobu ek olarak görsel muayene-Mayıs olması (Şekil 2) kullanılır. Yüksek kaliteli filmler aslında arınmış olmalıdır. Tahıl sınırları genellikle bile yüksek kaliteli filmlerde gözlenmektedir ancak detaylara dikkat ile neredeyse nokta kusurları ortadan kaldırmak mümkündür. 20 birikimi nm sputter kaplama kullanarak altın plasmonically-aktif filmde sonuçlandı ve optik yansıma spektroskopisi (şekil 3) kullanarak karakterize edildi. Plazmonik film sert silikon substrat yaygın olarak bulunan yapışkan bant kullanarak esnek sinemaya transfer edildi. Kaseti plasmonically aktif film ile temas halinde yerleştirilir ve film 1 dk. için bağlı kalmak için izin. Kaseti sonra yavaşça altın nanocups bir aktarımda film (şekil 4) kaynaklanan substrat kaldırılmıştır.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56204/56204fig1.jpg"> 
Resim 1 : Temsilcisi tarama elektron Filmler, kendinden montajlı nanoyapıların kolloidal litografi kullanarak fabrikasyon. gravür, (b) düzenli olarak önce polistren nanospheres tipik bir dizi (bir) kendi kendine monte monolayer aralıklı polistren nanospheres tavlama ve Matlaştırma sonra (75 W, 20 sccm O2 165 için s) ve (c) düzenli olarak 20 altın nanocups aralıklı nm altın (Au), substrat açısından normal bir insidans yatırılır. Ölçek çubuğu: 100 nm. Büyütme: 100 kX. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56204/56204fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56204/56204fig2.jpg"> 
Resim 2 : Kalitesini değerlendirmek için kendi kendine monte filmlerin optik mikroskobu. (bir) Film iyi monolayer kapsama alanı ve en az kusurları ile. Tane sınırları en az kusurları ve delikleri ile gözlenir. (b) Film monolayer ve çok katmanlı bölgelerinde oluşan. (c) filmi ile büyük kusurları ve eksik monolayer kapsama. Ölçek çubuğu: 20 µm. büyütme: 20 X. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56204/56204fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56204/56204fig3.jpg"> 
Şekil 3 : Fabrikasyon altın nanocup dizi optik yansıtma karakterizasyonu. Güçlü bir Plazmonik rezonans, gösterilen optik yansıtma spectra ~ 615 nm. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56204/56204fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56204/56204fig4.jpg"> 
Şekil 4 : Kurban Silisyum (Si) gofret üzerinden altın nanocups soyma sonra elde edilen esnek, şeffaf filmi. (bir) şematik kalkış yordam. (b) optik görüntü soyulmuş film. (c) fotoğraf şeffaflık göstermek için film odaklı. (d) temsilcisi optik iletim spectra kalkış sonra bir film. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56204/56204fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography at JoVE.com

Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Biz kolloidal tekniğinde teknikleri kullanarak periyodik altın nanocup dizilerin imalatı göstermek ve nanoplasmonic Filmler önemini tartışıyorlar.

Kolloidal litografi kullanarak periyodik altın Nanocup dizilerin imalatı

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing ...

fabrication-periodic-gold-nanocup-arrays-using-colloidal

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

7.1K Görüntüleme.  Energy and Environment Directorate. Biz kolloidal tekniğinde teknikleri kullanarak periyodik altın nanocup dizilerin imalatı göstermek ve nanoplasmonic Filmler önemini tartışıyorlar.

Video: Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of low weight, easy tailoring of properties and a wide spectrum of applications2,3. Due to sensitivity of conducting polymers to environmental conditions (e.g., air, oxygen, moisture, high temperature and chemical solutions), lithographic techniques present significant technical challenges when working with these materials4. For example, current photolithographic methods, such as ultra-violet (UV), are unsuitable for patterning the conducting polymers due to the involvement of wet and/or dry etching processes in these methods. In addition, current micro/nanosystems mainly have a planar form5,6. One layer of structures is built on the top surfaces of another layer of fabricated features. Multiple layers of these structures are stacked together to form numerous devices on a common substrate. The sidewall surfaces of the microstructures have not been used in constructing devices. On the other hand, sidewall patterns could be used, for example, to build 3-D circuits, modify fluidic channels and direct horizontal growth of nanowires and nanotubes.
A macropunching method has been applied in the manufacturing industry to create macropatterns in a sheet metal for over a hundred years. Motivated by this approach, we have developed a micropunching lithography method (MPL) to overcome the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. Like the macropunching method, the MPL also includes two operations (Fig. 1): (i) cutting; and (ii) drawing. The "cutting" operation was applied to pattern three conducting polymers4, polypyrrole (PPy), Poly(3,4-ethylenedioxythiophen)-poly(4-styrenesulphonate) (PEDOT) and polyaniline (PANI). It was also employed to create Al microstructures7. The fabricated microstructures of conducting polymers have been used as humidity8, chemical8, and glucose sensors9. Combined microstructures of Al and conducting polymers have been employed to fabricate capacitors and various heterojunctions9,10,11. The "cutting" operation was also applied to generate submicron-patterns, such as 100- and 500-nm-wide PPy lines as well as 100-nm-wide Au wires. The "drawing" operation was employed for two applications: (i) produce Au sidewall patterns on high density polyethylene (HDPE) channels which could be used for building 3D microsystems12,13,14, and (ii) fabricate polydimethylsiloxane (PDMS) micropillars on HDPE substrates to increase the contact angle of the channel15.

A micropunching lithography approach is developed to generate micro- and submicron-patterns on top, sidewall and bottom surfaces of polymer substrates. It overcomes the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. This method allows rapid fabrication of multiple features and is free of aggressive chemistry.

Mikro ve mikron altı-desen Polimer yüzeyler üzerine oluşturuluyor için Litografi Micropunching

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

Mühendislik

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from the inherent strong electron correlations that reside within them. These materials can also possess electronic phase separation in which regions of vastly different resistive and magnetic behavior can coexist within a single crystal alloy material. By reducing the scale of these materials to length scales at and below the inherent size of the electronic domains, novel behaviors can be exposed. Because of this and the fact that spin-charge-lattice-orbital order parameters each involve correlation lengths, spatially reducing these materials for transport measurements is a critical step in understanding the fundamental physics that drives complex behaviors. These materials also offer great potential to become the next generation of electronic devices 1-3. Thus, the fabrication of low dimensional nano- or micro-structures is extremely important to achieve new functionality. This involves multiple controllable processes from high quality thin film growth to accurate electronic property characterization. Here, we present fabrication protocols of high quality microstructures for complex oxide manganite devices. Detailed descriptions and required equipment of thin film growth, photo-lithography, and wire-bonding are presented.

We describe the use of pulsed laser deposition (PLD), photolithography and wire-bonding techniques to create micrometer scale complex oxides devices. The PLD is utilized to grow epitaxial thin films. Photolithography and wire-bonding techniques are introduced to create practical devices for measurement purposes.

Mekansal Kapalı Karmaşık Oksitler Fabrikasyon

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including microresonators. However, because of the increased acoustic radiative losses during direct liquid immersion of optomechanical devices, almost all published optomechanical experiments have been performed in solid phase. This paper discusses a recently introduced hollow microfluidic optomechanical resonator. Detailed methodology is provided to fabricate these ultra-high-Q microfluidic resonators, perform optomechanical testing, and measure radiation pressure-driven breathing mode and SBS-driven whispering gallery mode parametric vibrations. By confining liquids inside the capillary resonator, high mechanical- and optical- quality factors are simultaneously maintained.

Parametric optomechanical excitations have recently been experimentally demonstrated in microfluidic optomechanical resonators by means of optical radiation pressure and stimulated Brillouin scattering. This paper describes the fabrication of these microfluidic resonators along with methodologies for generating and verifying optomechanical oscillations.

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Atomically Traceable Nanostructure Fabrication

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process being used in order to maintain exquisite control over both feature size and feature density. Here, we demonstrate a method for tracking atomically resolved and controlled structures from initial template definition through final nanostructure metrology, opening up a pathway for top-down atomic control over nanofabrication. Hydrogen depassivation lithography is the first step of the nanoscale fabrication process followed by selective atomic layer deposition of up to 2.8 nm of titania to make a nanoscale etch mask. Contrast with the background is shown, indicating different mechanisms for growth on the desired patterns and on the H passivated background. The patterns are then transferred into the bulk using reactive ion etching to form 20 nm tall nanostructures with linewidths down to ~6 nm. To illustrate the limitations of this process, arrays of holes and lines are fabricated. The various nanofabrication process steps are performed at disparate locations, so process integration is discussed. Related issues are discussed including using fiducial marks for finding nanostructures on a macroscopic sample and protecting the chemically reactive patterned Si(100)-H surface against degradation due to atmospheric exposure.

We report a protocol for combining the atomic metrology of the Scanning Tunneling Microscope for surface patterning with selective Atomic Layer Deposition and Reactive Ion Etching. Using a robust process involving numerous atmospheric exposures and transport, 3D nanostructures with atomic metrology are fabricated.

Atomik İzlenebilir Nanoyapı İmalatı

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process ...

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) and Electron Beam Melting (EBM). In spite of its potential processing capability, the direct AM method has several disadvantages such as high cost, poor surface finish of final products, limitation in material selection, high thermal stress, and anisotropic properties of parts. We propose a cost-effective method to manufacture 3D lattice metals. The objective of this study is to provide a detailed protocol on fabrication of 3D lattice metals having a complex shape and a thin wall thickness; e.g., octet truss made of Al and Cu alloys having a unit cell length of 5 mm and a cell wall thickness of 0.5 mm. An overall experimental procedure is divided into eight sections: (a) 3D printing of sacrificial patterns (b) melt-out of support materials (c) removal of residue of support materials (d) pattern assembly (e) investment (f) burn-out of sacrificial patterns (g) centrifugal casting (h) post-processing for final products. The suggested indirect AM technique provides the potential to manufacture ultra-lightweight lattice metals; e.g., lattice structures with Al alloys. It appears that the process parameters should be properly controlled depending on materials and lattice geometry, observing the final products of octet truss metals by the indirect AM technique.

An indirect additive manufacturing method combining a 3D printing of polymers with a centrifugal casting is outlined for manufacturing 3D octet truss metals (Al and Cu alloys) having a unit cell length of 5 mm with a wall thickness of 0.5 mm.

Santrifüj Döküm kullanma İnce bölümler Örgü Metal Dolaylı Fabrikasyon

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) for the detection of faint astrophysical signatures, as well as for quantum computing applications and materials characterization. In this paper, procedures are presented for the fabrication and characterization of thin-film superconducting microwave resonators. The fabrication methodology allows for the realization of superconducting transmission-line resonators with features on both sides of an atomically smooth single-crystal silicon dielectric. This work describes the procedure for the installation of resonator devices into a cryogenic microwave testbed and for cool-down below the superconducting transition temperature. The set-up of the cryogenic microwave testbed allows one to do careful measurements of the complex microwave transmission of these resonator devices, enabling the extraction of the properties of the superconducting lines and dielectric substrate (e.g., internal quality factors, loss and kinetic inductance fractions), which are important for device design and performance.

Superconducting microwave resonators are of interest for detection of light, quantum computing applications and materials characterization. This work presents a detailed procedure for fabrication and characterization of superconducting microwave resonator scattering parameters.

Süperiletken Rezonatörler Fabrikasyon ve Karakterizasyonu

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic nanoscale patch antennas. This includes a detailed procedure for the fabrication of thin films with a well-controlled thickness over macroscopic areas using layer-by-layer deposition of polyelectrolyte polymers, namely poly(allylamine) hydrochloride (PAH) and polystyrene sulfonate (PSS). These polyelectrolyte spacer layers serve as a dielectric gap in between silver nanocubes and a gold film. By controlling the size of the nanocubes or the gap thickness, the plasmon resonance can be tuned from about 500 nm to 700 nm. Next, we demonstrate how to incorporate organic sulfo-cyanine5 carboxylic acid (Cy5) dye molecules into the dielectric polymer gap region of the nanopatch antennas. Finally, we show greatly enhanced fluorescence of the Cy5 dyes by spectrally matching the plasmon resonance with the excitation energy and the Cy5 absorption peak. The method presented here enables the fabrication of plasmonic nanopatch antennas with well-controlled dimensions utilizing colloidal synthesis and a layer-by-layer dip-coating process with the potential for low cost and large-scale production. These nanopatch antennas hold great promise for practical applications, for example in sensing, ultrafast optoelectronic devices and for high-efficiency photodetectors.

A protocol for the colloidal synthesis of silver nanocubes and fabrication of plasmonic nanoscale patch antennas with sub-10 nm gaps is presented.

Plazmonik ve Nanofotonik for Applications Nanopatch Antenlerin Kolloidal Sentezi

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic ...

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

Nano-patterns fabricated with extreme ultraviolet (EUV) or electron-beam (E-beam) lithography exhibit unexpected variations in size. This variation has been attributed to statistical fluctuations in the number of photons/electrons arriving at a given nano-region arising from shot-noise (SN). The SN varies inversely to the square root of a number of photons/electrons. For a fixed dosage, the SN is larger in EUV and E-beam lithographies than for traditional (193 nm) optical lithography. Bottom-up and top-down patterning approaches are combined to minimize the effects of shot noise in nano-hole patterning. Specifically, an amino-silane surfactant self-assembles on a silicon wafer that is subsequently spin-coated with a 100 nm film of a PMMA-based E-beam photoresist. Exposure to the E-beam and the subsequent development uncover the underlying surfactant film at the bottoms of the holes. Dipping the wafer in a suspension of negatively charged, citrate-capped, 20 nm gold nanoparticles (GNP) deposits one particle per hole. The exposed positively charged surfactant film in the hole electrostatically funnels the negatively charged nanoparticle to the center of an exposed hole, which permanently fixes the positional registry. Next, by heating near the glass transition temperature of the photoresist polymer, the photoresist film reflows and engulfs the nanoparticles. This process erases the holes affected by SN but leaves the deposited GNPs locked in place by strong electrostatic binding. Treatment with oxygen plasma exposes the GNPs by etching a thin layer of the photoresist. Wet-etching the exposed GNPs with a solution of I2/KI yields uniform holes located at the center of indentations patterned by E-beam lithography. The experiments presented show that the approach reduces the variation in the size of the holes caused by SN from 35% to below 10%. The method extends the patterning limits of transistor contact holes to below 20 nm.

Uniformly sized nanoparticles can remove fluctuations in contact hole dimensions patterned in poly(methyl methacrylate) (PMMA) photoresist films by electron beam (E-beam) lithography. The process involves electrostatic funneling to center and deposit nanoparticles in contact holes, followed by photoresist reflow and plasma- and wet-etching steps.

Kurban Nanopartiküller Kullanım E-ışın Litografi tarafından Fabrikasyon İletişim Holes Shot gürültü Etkilerinin çıkarmak

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

Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using femtosecond laser-induced ablation. We show that thousands of periodic nano-craters are fabricated on an optical nanofiber by irradiating with just a single femtosecond laser pulse. For a typical sample, periodic nano-craters with a period of 350 nm and with diameter gradually varying from 50 - 250 nm over a length of 1 mm are fabricated on a nanofiber with diameter around 450 - 550 nm. A key aspect of such a nanofabrication is that the nanofiber itself acts as a cylindrical lens and focuses the femtosecond laser beam on its shadow surface. Moreover, the single-shot fabrication makes it immune to mechanical instabilities and other fabrication imperfections. Such periodic nano-craters on nanofiber, act as a 1-D PhC and enable strong and broadband reflection while maintaining the high transmission out of the stopband. We also present a method to control the profile of the nano-crater array to fabricate apodized and defect-induced PhC cavities on the nanofiber. The strong confinement of the field, both transverse and longitudinal, in the nanofiber-based PhC cavities and the efficient integration to the fiber networks, may open new possibilities for nanophotonic applications and quantum information science.

We present a protocol for fabricating 1-D photonic crystal cavities on subwavelength diameter silica fibers (optical nanofibers) using femtosecond laser-induced ablation.

Femtosaniye Lazer kaynaklı Ablasyonu kullanarak nanolif 1-D Fotonik Kristal Kavitenin Fabrikasyon

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

Eğik açısı ifade kullanarak medya yüksek emici ile Ultra ince renk filmleri imalatı

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...