Студопедия
Обратная связь

Сколько стоит твоя работа?
Тип работы:*
Тема:*
Телефон:
Электронная почта:*
Телефон и почта ТОЛЬКО для обратной связи и нигде не сохраняется.

Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram 500-летие Реформации

Производство и методы очистки кантилеверов

<== предыдущая статья | следующая статья ==>

Процесс изготовления стандартного кремниевого кантилевера для атомно-силового

микроскопа, как правило, состоит из четырех этапов [62,74]. Сначала берется заготовка,

имеющая слоистую структуру, – два кремниевых слоя и две разделяющие прослойки SiO2

(рис. 1.13а). Затем нижняя часть заготовки протравливается до промежуточного слоя SiO2,

а на верхнюю наносится маска из фоторезиста, защищающая покрытую кремниевую

область от последующего травления (рис. 1.13б). Следующий шаг – это травление верхней

части подложки с нанесенной маской, в процессе которого кантилевер приобретает свою

форму; затем слой фоторезиста сверху и SiO2 снизу убираются травлением, специфичным

для данных веществ (рис. 1.13в). Заключительной стадией является напыление золотой

пленки на поверхность кантилевера с определенной стороны (рис. 1.13г).

Рис. 1.13. Стадии изготовления микрокантилеверных сенсоров.

Качество самоорганизующихся монослоев, образующихся на поверхности

кантилевера, сильно зависит от ее свойств, что было экспериментально подтверждено в

работах[57,59], в которых также было показано, что если покрытием кантилевера является

слой золота с кристаллами величиной 1 мкм, то поверхностное натяжение

самоорганизующейся пленки молекул алканотиолов возрастает в несколько раз по

сравнению с натяжением на поверхности поликристаллического золота с размерами

гранул порядка нескольких десятков нанометров. Кроме того, в сенсорных приложениях

АСМ требование предварительной отчистки кантилевера является необходимым

условием для получения воспроизводимых результатов с максимальными показателями

величины поверхностного натяжения исследуемых пленок.

В работе А. Галахарда и др. [58,59] рассмотрены два метода отчистки золотой

поверхности кантилевера для их последующей модификации алканотиолами. Первый

метод – травление золотой поверхности кантилевера в 30%-ом растворе царской водки.

Было показано, что после минутного травления поверхность золота, изначально имевшая

рельеф 1 нм, покрывается впадинами глубиной в 13 нм. В процессе травления

поверхность становится более пористой на масштабе 3 мкм, но нанометровый рельеф

сглаживается, и образование слоя алканотиолов происходит в доменах протравленных пор

(рис 1.14 б).

23

 

Рис. 1.14. Поверхность поликристаллического золота после

напыления (а) и после ее травления в микстуре царской водки в

течение 1 минуты (б).

По экспериментальным данным, полученным теми же авторами, поверхностное

натяжение алканотиоловой пленки при отчистке золота водным раствором царской водки

возрастает в несколько раз. Модели, подтверждающие увеличение поверхностного

натяжения и кинетики за счет увеличения количества адсорбционных доменов

поверхности, также были приведены другими исследователями [6,57,59]. По сравнению с

другими методами отчистки поверхности золота метод травления имеет некоторое

преимущество, так как снимает слой золота вместе с адсорбатами, поэтому

образовавшийся новый слой является абсолютно чистым и гладким на субмикронных

масштабах. Недостаток метода заключается в том, что после незначительного числа

циклов отчистки золотой слой на поверхности кантилевера может полностью исчезнуть,

кроме того, от цикла к циклу поверхность сильно меняет свои свойства, вследствие чего

изотермы сорбции тиолов не воспроизводятся.

Другой вариант отчистки поверхности кантилевера – обработка с помощью плазмы

атомарного кислорода или азота. В работе [58], кантилевер помещался в струю плазмы,

где его очистка производилась благодаря процессам окисления и ионной бомбардировки

адсорбатов. Существует близкий по свойствам, распространенный и доступный метод

приготовления поверхности с помощью ультрафиолетового облучения, в котором

происходит отчистка поверхности атомарным кислородом, интенсивно окисляющим

адсорбаты. В результате процедур обработок поверхности с помощью плазмы, структура

поликристаллического слоя золота сохраняется. При этом силы поверхностного

натяжения монослойных пленок алканотиолов возрастают незначительно, а в изотермах

сорбции пропадает индукционный пик (рис. 1.15) [34], характеризующий десорбцию

примесей с поверхности, который в общем случае является артефактом. Следует

отметить, что после нескольких циклов описанных процедур обработки кантилевера

воспроизводимость данных сохраняется [57].

Наиболее распространенным методом приготовления поверхности кантилевера

является окисление [59-61,105] посредством его помещения в водный раствор микстуры

концентрированной серной кислоты и пероксида водорода в соотношении 1:1. Данный

метод также не изменяет рельефа поверхности, позволяет производить отчистку

кантилевера в неограниченных количествах и является эффективным и наиболее простым

в применении.

<== предыдущая статья | следующая статья ==>





 

Читайте также:

Методы зондовой микроскопии. 1.1.1. Атомно-силовая микроскопия

Электронно- и ионно-стимулированные процессы на поверхности твердых тел

Введение в физические явления

Методы, использующие датчики на основе кантилеверов

Особенности физики нелинейных процессов в сложных динамических системах

Квантово-механическая теория сверхпроводимости

Акустооптические системы с обратными связями:

СКВИД на переменном токе

Объяснение понятий экситона и поляритона

Временная характеристика восприятия действующих стимулов

Вернуться в оглавление: Физические явления

Просмотров: 2246

 
 

54.81.110.114 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.