器件|湖南大学段辉高Adv. Funct.Mater.: 跨尺度无粘附金属结构的可靠图案化、转印、后组装及其纳米间隙器件应用( 二 )
本文插图
（a）制备步骤的流程图；
（b）类光子筛金微纳结构阵列在施主衬底（i）、PDMS弹性体（ii）和受体基片（iii）上的光学显微照片 。 电子显微照片呈现了单个光子筛（iv）的概况和最外层的金纳米点（v）的放大细节 。
图二、各种具有极小纳米间隙的跨尺度金结构的可靠图案化制作和转印
本文插图
（a~d）叉指状纳米间隙电极阵列 。 每个手指的宽度≈100 nm ， 手指间距≈28 nm ， 其中的受体衬底为PDMS；
（e~h）用数学曲线切割的微型拼图 ， 其中的受体衬底为石英；
（i~l）周期性微型金蝴蝶结结构 ， 其中单个三角形的边长为1.5 μm ， 受体衬底为CaF 2。
图三、通过力学后组装制备的亚10 nm金属间隙并用于增强光致发光
本文插图
【器件|湖南大学段辉高Adv. Funct.Mater.: 跨尺度无粘附金属结构的可靠图案化、转印、后组装及其纳米间隙器件应用】（a）加工流程示意图；
（b）实验用单层MoS 2 薄片的拉曼光谱；
（c） E 1 2g 和 A 1g 峰的Raman mapping图；
（d）应力释放前后MoS 2 片金纳米二聚体的SEM图；
（e）力学后组装纳米二聚体增强的单层MoS 2 薄片PL光谱分析 。
图四、基于转印的纳米间隙电极的短沟道MoS 2 晶体管
本文插图
（a）制作MoS 2 晶体管的流程示意图；
（b）转印的金属纳米间隙电极器件；
（c）单层MoS 2 器件在-60～60 v栅电压下的 I ds - V ds 输出曲线；
（d）MoS 2 晶体管在不同偏压下的 I ds - V gs 传输曲线：10 mv（绿色）；100 mv（浅绿）；500 mv（深绿色）；1 v（黄色）；
（e）不同源漏偏压下的开关比曲线 。
【小结】
综上所述 ， 作者提出了一种跨尺度无粘附金属结构的可靠图案化、转印和力学组装方案 ， 并实现了在纳米间隙器件中的应用 。 作者展示了轮廓加工能够实现无粘附金属结构的可靠制作 ， 可避免牺牲层的使用 ， 从而显著促进转印流程 。 基于该加工组合的独特优势 ， 作者在弹性体基底上实现了力学驱动的金属结构后组装 ， 使得纳米间隙从最初尺寸120 nm到5 nm的显著收缩 。 之后 ， 作者通过将轮廓加工定义的跨尺度金电极可靠地后组装到MoS 2 二维材料上 ， 实现了具有70 nm短沟道的高性能后组装MoS 2 晶体管 。 作者认为 ， 考虑到金属纳米间隙在纳米等离激元光子学和纳米电子学中的关键作用 ， 这种加工组合策略将在先进器件开发中具有巨大的应用前景 。
文献链接：Reliable Patterning, Transfer Printing and Post-Assembly of Multiscale Adhesion-Free Metallic Structures for Nanogap Device Applications（ Adv. Funct. Mater. 2020, 2002549）
相关文献：
（1）“Sketch and Peel” lithography for high-resolution multiscale patterning, Nano Letters , 16, 3253-3259 ( 2016).
（2）Rapid Focused Ion Beam Milling Based Fabrication of Plasmonic Nanoparticles and Assemblies via Sketch and Peel Strategy, ACS Nano 10, 11228-11236 ( 2016).
本文由我亦是行人编译 。
cailiaorenvip
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