Fabrication of an on-chip nanowire device with controllable nanogap for manipulation, capturing, and electrical characterization of nanoparticles

Nanofabrikasyonda başlıca sorunlardan biri nano yapıların (örneğin, nanoparçacıkların) mikro elemanlar (örneğin, mikroelektrotlar) ile aynı çip üzerinde tümleştirme ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Örneğin, koloidal nanoparçacıklara (tipik olarak 1-100 nm boyutlarında) mikroelektrotlar (tipik olarak birkaç mikrometre boyutlarında) ile entegre edilmeleriyle elektriksel kontak sağlamada, boyutta 1:10'dan 1:10,000'e varan nano-mikro entegrasyon için incelikle ele alınması gereken bir boyut uyumsuzluğu vardır. Bu sorun, nanoparçacıkların yeterli derecede hassasiyet ile yönlendirilebilmesini ve diğer yapılara entegre edilmesini gerektirir. Bu tezde, bu soruna kullanışlı bir çözüm getirmek üzere nanoparçacıkların karakterizasyonu için, yapısında kontrollü nanoboşluk bulunduran, çip üzerinde nanotel aygıtı ilk defa önerdik ve gerçekleştirdik. Yenilikçi yaklaşımımız, nanoboyutta aygıt platformu yapımı için, bölmeli nanotellerin dielektoroforetik elektriksel alan kullanımı ile dizilmesine dayanmaktadır. Bu amaçla, altın-gümüş-altın bölmeli nanoteller sentezledik ve bunları mikro boyutta ürettiğimiz elektrot dizinlerine dielektroforetik yöntem ile yerleştirdik. Bunu takiben, kendiliğinden hizzalı iki uç altın bölme arasında nanoboşluk açmak için, seçici olarak ortadaki gümüş bölmeyi kaldırdık. Bir kez daha dielektroforetik yerleştirme kullanarak, karakterize edilmek üzere nanoboşluklarda nanoparçacıklar yakaladık. Yaklaşımımızın önemli faydalarından biri, dizdiğimiz nanotelleri yakalanan nanoparçacıklara kendiliğinden, nano ölçekte problamaya izin vererek elektrik kontak sağlamasıdır. Yenilikçi yaklaşımımız nanoparçacıklardan nanotellere, nanotellerden mikroelektrotlara, ve mikroelektrotlardan makroproblara, boyutta milyonlarca kat mertebesinde bir aralığı kapasayarak tek bir çip üzerinde bütün bir entegreye olanak sağlamaktadır.Anahtar sözcükler: nanotel, nanoparçacık, kendiliğinden dizilim