پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 25 |
| تعداد شماره‌ها | 932 |
| تعداد مقالات | 7,652 |
| تعداد مشاهده مقاله | 12,493,058 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,884,739 |
مطالعه و بررسی کمّی و کیفی پارامترهای مؤثر در انجام لیتوگرافی سطح با میکروسکوپ تونلی روبشی | ||
| فیزیک کاربردی ایران | ||
| دوره 10، شماره 3 - شماره پیاپی 22، مهر 1399، صفحه 17-34 اصل مقاله (4.91 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22051/ijap.2021.30175.1147 | ||
| نویسندگان | ||
| رضا صابر* 1؛ منصوره کریمی مشکانی2؛ ایرج براتلو3؛ میترا عابدینی4 | ||
| 1استادیار، پژوهشکده فناوری‌ها و تجهیزات پیشرفته پزشکی، مرکز تحقیقات علوم و تکنولوژی در پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران. | ||
| 2کارشناسی ارشد فوتونیک، پژوهشکده فناوری‌ها و تجهیزات پیشرفته پزشکی، مرکز تحقیقات علوم و تکنولوژی در پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران | ||
| 3کارشناسی ارشد مهندسی برق الکترونیک، پژوهشکده فناوری‌ها و تجهیزات پیشرفته پزشکی، مرکز تحقیقات علوم و تکنولوژی در پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران | ||
| 4ارشناسی ارشد نانو فناوری پزشکی، دانشکده فناوری‌های نوین پزشکی، گروه نانو فناوری پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مطالعه امکان انجام لیتوگرافی در مقیاس نانومتری در شرایط اتمسفر محیطی با کمک میکروسکوپ STM بررسی و پارامترهای بهینه برای انجام این کار مشخص شد، تا گام نخستی برای پیشرفت‌های آینده در زمینۀ ساخت نانوزیست‌تراشه‌ها و سامانه‌های نانوالکترومکانیکی برای تشخیص و بعضاً درمان در زمینۀ پزشکی باشد. آزمایش‌ها نشان داد که لیتوگرافی با میکروسکوپ STM با تکرارپذیری بسیار خوبی انجام می‌شود. به کمک میکروسکوپ STM، ابتدا نانوساختارهایی به شکل نقاط برآمده بر سطح ایجاد شد. نانوساختارها بر سطوح طلا به وسیلۀ نوک‌های تنگستن، طلا، پلاتین‌ـ‌پالادیوم و رمانیم ایجاد شد و هدایت الکتریکی طلا با مقاومت الکتریکی 9-10×1/22 در روند ساخت نانوساختارها نتایج بهتری را نشان داد. مشخص شد که ولتاژ استفاده‌شده در لیتوگرافی در ایجاد نانوساختار تأثیرگذار است، همچنین این عامل در اندازۀ نانوساختارها نیز مؤثر است به طوری که با افزایش ولتاژ اندازۀ نانوساختارها نیز بزرگ می‌شود. به علاوه، سرعت حرکت نوک در حین انجام لیتوگرافی عامل مؤثر دیگری است که در اندازۀ نانو ساختار و پیوستگی آن تأثیرگذار است. زمان بین تپ‌های متوالی نیز در مرتب بودن نانوساختارها و پیوستگی آن‌ها مؤثر است و باید بر حسب شرایط و هدف لیتوگرافی مقدار آن مشخص شود. اندازۀ نانوساختارهای ایجادشده در این مطالعه بین 20 تا 150 نانومتر بود. انجام فرایند لیتوگرافی به صورت کاملاً تکرارپذیر تا حداقل ولتاژ 3 ولت و حداکثر سرعت 150 نانومتر در ثانیه بر سطح طلا صورت گرفت. شکل هندسی نوک، رطوبت و دما نیز احتمالاً جزء عامل‌های تأثیرگذارند که بررسی تأثیر این پارامترها مستلزم مطالعات بیشتر است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| لیتوگرافی؛ STM؛ تیپ؛ نانوساختار؛ سرعت حرکت | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Quantitative and Qualitative Study of Effective Parameters on Surface Lithography with Scanning Tunneling Microscope | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Reza Saber1؛ Mansoure Karimi Mashkani2؛ Iraj Baratloo3؛ Mitra Abedini4 | ||
| 1Assistant Professor, Advanced Medical Technologies and Equipment Institute: Research Center for Science and Technology in Medicine. Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. | ||
| 2M.Sc. in Photonics, Advanced Medical Technologies and Equipment Institute: Research Center for Science and Technology in Medicine. Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. | ||
| 3M. Sc. in Electronic Engineering. Advanced Medical Technologies and Equipment Institute: Research Center for Science and Technology in Medicine. Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. | ||
| 4M. Sc. in Medical Nanotechnology. School of Advanced Technologies in Medicine, Department of Medical Nanotechnology, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, we surveyed the possibility of nanometer scale lithography in ambient condition using a scanning tunneling microscope. Optimized parameters for this purpose have been determined. The study will be hopefully an initiative step toward further progress in manufacturing nano-bio chips and nano-bio electromechanical systems utilized for diagnosis and treatment purposes in medical areas. Tests showed that the scanning tunneling microscope lithography yielded the same result in each test and thus it was reproducible. Using STM microscopy, nanostructures were first created in the form of protruding points on the surface. Then we created linear structures, more complex forms, and finally we were able to write some words. Nanostructures were created on gold surfaces by tungsten, gold, platinum-palladium tips. It is found that the voltage used in lithography is effective on creating nanostructures, and also on the size of nanostructures, so that with increasing voltage, the size of nanostructures increases too. The speed of tip is also another important factor that can affect nanostructures size and their continuity. Time interval between consecutive pulses influences on the nanostructures integration and its value should be specified based on conditions and purposes of lithography. The size of nanostructures ranged between 20 and 150 nm. Tip geometry, humidity and temperature are also likely to be influential factors that require further studies to investigate their effects. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| STM, Nanostructures, Gold Surfaces, Lithography | ||
| مراجع | ||
|
[1] Becker E. W., Ehrfeld W., Hagmann P., Maner A. and Munchmeyer D., Fabrication of microstructures with high aspect ratios and great structural heights by synchrotron radiation lithography, aalvanoforming, and plastic moulding (LIGA process), Microelectoron. Eng. 4. 35–56, 1986. [2] Yamazaki K., Yamaguchi T. and Namatsu H., Three-dimensional nanofabrication with 10-nm resolution, Jpn. J. Appl. Phys 43. 1111–1113, 2004. [3] Schmidt B., Bischo L. and Teichert J., Writing FIB implantation and subsequent anisotropic wet chemical etching for fabrication of 3D structures in silicon, Sensors Actuators A61. 369–373, 1997. [4] Kawasegi N., Lee D. W., Morita N., and Park J. W., Nanofabrication fundamentals and applications, Chapter 2: Atomic force microscope lithography, Ampera A Tseng, Arizona State University. 33-64, 2008. [5] Sattler K., Nanolithography Using the Scanning Tunneling Microscope, Jpn. J. Appl. Phys42. 4825–4829, 2003. [6] Owen G., Method and apparatus for hybrid IC lithography, Google Patents, US4812661A. 1989. [7] Toumey C., Plenty of room, plenty of history, Nature Nanotechnology4. 783-784, 2009. [8] Taniguchi N., On the Basic Concept of ‘Nano Technology, Proceedings of the International Conference on Production Engineering, Tokyo. Japan, 1974. [9] Drexler KE, Nanosystems- Molecular machinery, manufacturing, and computation, John Wiley & Sons. New York. 449-458, 1992. [10] Drexler KI, Engines of Creation: The coming era of nanotechnology, 1986. New York, NY, Anchor Press/Doubleday. Retour, 2008. [11] Binnig G, Rohrer H. In touch with atoms, Reviews of Modern Physics71. 324-330, 1999. [12] Staufer U., Wiesendanger R., Eng L., Rosenthaler L., Hidber H. R., Guntherodt H.J., and Garcia N., Nanometer scale structure fabrication with the scanning tunneling microscope, Applied Physics Letters51. 244-246, 1987. [13] Zhou L., Xu G. Q., Ng H. T., and Li S. F. Y., Scanning thermal microscope tip-induced chemical reaction on solid organometallic compound thin films, Journal of Vacuum Science & Technology. B15. 1871-1875, 1997. [14] Dagata J. A., Schneir J., Harary H. H., Evans C. J., Postek M. T. et al., Modification of hydrogenpassivated silicon by a scanning tunneling microscope operating in air, Appl. Phys. Lett56. 2001-2003, 1990. [15] Tseng, A. A., Notargiacomo, A. & Chen, Nano fabrication by scanning probe microscope lithography: A review, Ampere A. Tseng, J. Vac. Sci. Technol. B23. 877-894, 2005. [16] Liu Yun and Zhang Jia, Nanolithography on SrRuO3 thin film surfaces by scanning tunneling microscopy, Physica B405. 1890–1893, 2010. [17] McCord M. A. and Pease R. F. W., Lift-o metallization using poly (methyl methacrylate) exposed with a scanning tunneling microscope, J. Vac. Sci. Technol. B6. 293–296, 1988. [18] Marrian C. R. K., Dobisz E. A. and Colton R. J., Lithographic studies of an e-beam resist in a vacuum scanning tunneling microscope, J. Vac. Sci. Technol. A8. 3563–3569, 1990. [19] Marrian C. R. K., Dobisz E. A. and Dagata J. A., Electron-beam lithography with the scanning tunneling microscope, J. Vac. Sci. Technol. B10. 2877–2881, 1992. [20] Moreland J. and Rice P., High-resolution, tunneling-stabilized magnetic imaging and recording, Appl. Phys. Lett57. 310–312, 1990. [21] Wilder K., Quate C. F., Adderton D., Bernstein R. and Elings V., Noncontact nano lithography using the atomic force microscope, Appl. Phys. Lett73. 2527–2529, 1998. [22] Tikkanen T., Computer simulation of scanning tunneling microscopy of adsorb molecules on metal surfaces, master of science thesis, Tamper University of Technology Master's Degree Program in Science and Engineering. Zurich. Switzerland, 2012. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 655 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 583 |
||