异质集成中一种突出的方法是基于转移的组装,其涉及去除由不同批次和工序制成的外延层。[5] 但这种方法在高密度器件集成方面面临障碍。首先,传统的外延生长将外延层器件紧密结合到基板上。分离它们通常需要高功率激光或化学蚀刻剂,这可能会损坏基板和外延层。这种风险限制了器件性能和产量。[6] 此外,在转移和组装阶段,必须将不同的功能器件分割成微小的芯片。这对于将它们准确转移和组装到高密度器件阵列的目标表面或基板上至关重要。在这个芯片键合过程中,即使是轻微的错位也会破坏器件与其底层电路之间的连接。这些困难不仅会增加微型和微型发光二极管 (μLED) 显示器等产品的生产成本,而且在制造高密度垂直堆叠器件时也带来了重大挑战。这种复杂性对于生产高分辨率显示器尤其重要,例如增强现实(AR)或元宇宙设备以及异质集成电子产品中使用的显示器。
摘要 在以HNO 3 为氧化剂的HF溶液中,银催化刻蚀p型硅变得更加容易。在浸入刻蚀剂溶液之前,在p-Si(100)表面化学沉积银(Ag)。通过在HF/HNO 3 中染色刻蚀,在p-Si上也生成了多孔硅层(PSL)。采用电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线(EDX)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)来评估所生成的PSL的性能。根据SEM,浓度为1×10 −3 M的Ag +离子是在HF/HNO 3 中化学刻蚀之前在Si上沉积的最佳浓度,可得到具有均匀分布的孔隙的PSL。 EIS 数据显示,涂覆的 Si 在 22 M HF/0.5 M HNO 3 中的溶解速度比未处理的 Si 快,从而形成均匀的规则圆形孔 PSL,SEM 显微照片证明了这一点。使用具有两个时间常数的可接受电路模型来拟合实验阻抗值。蚀刻剂 HF 或氧化剂 HNO 3 的浓度增加有助于 Si 的溶解和 PS 的快速发展。AFM 分析表明,随着蚀刻时间的增加,Si 表面的孔宽和粗糙度增加。使用 X 射线光谱衍射来确定不同蚀刻时间后 PSL 的结晶度。
自 2011 年首次合成 MXene 以来,MXene 的安全且可扩展的生产一直是一个重要但难以实现的目标 1 。MXene 是二维纳米材料,通式为 M n+1 X n T z ,其中 M 是早期过渡金属(通常是 Ti、Nb 或 V),X 是碳和/或氮,T z 代表表面终止(例如 -F、-Cl、-OH、-O)。MXene 源自一种称为 MAX 相的母材料,该母材料将 M-X 与来自周期表 13-16 2,3 族的层间 (A) 元素结合在一起。已经合成了 50 多个 MAX 相;但是,只有一些 MAX 相可以通过传统的酸蚀技术剥离成感兴趣的二维 MXene 纳米片。之前的研究大多集中在 Ti 基 MXenes 上。MXene 纳米片可用于储能、催化、EMI 屏蔽、传感器和复合材料 4-10 等一系列应用。高浓度氢氟酸 (HF) 通常用于从 MAX 相中选择性去除 A 层以生产 MXenes。其他方法通常使用盐形成原位 HF 溶液,例如将氟化锂 (LiF) 和盐酸 (HCl) 结合或使用氟化氢铵 (NH 4 )HF 2 1,11 。然而,使用水性氟化物蚀刻剂具有许多固有的风险和挑战。与处理 HF 相关的危害使得 MXene 合成工艺难以扩大到商业水平。酸蚀 MXene 合成路线的另一个缺点是废物管理 12 。此外,传统的 HF 酸蚀技术仅限于少数 MAX 相,因此需要
红外 (IR) 探测技术的发展主要依赖于 InAs/GaSb SL 外延 [1] 和生长后处理 [2] 的改进。为了实现最佳性能,必须优化器件架构 [3] 以及台面结构,使其侧壁垂直且光滑,以防止像素间距较小的焦平面阵列 (FPA) 中的串扰,其中周长与表面积的纵横比很高 [2, 4]。表面台面的粗糙度、反应产物的存在以及电活性缺陷的表面密度(包括断裂的化学键)都会影响表面漏电流的大小 [5]。台面型结构可以通过湿法或干法蚀刻来创建。先前的研究表明,无机和有机酸性蚀刻剂都适用于 InAs/GaSb 超晶格 (SL) 的湿法蚀刻 [5, 6]。湿法蚀刻有许多优点,例如断裂的化学键数量少、自由载流子密度降低,因此漏电流低 [6, 7]。然而,也会产生不良反应产物并残留在侧壁表面上,导致漏电流的显著增加。湿法蚀刻也是各向异性的,导致台面侧壁几何形状不理想 [8]。另一方面,InAs 和 GaSb 材料的干法蚀刻经常使用气态氯与惰性气体(如氩气)的组合 [9, 10]。气态氯因其高挥发性和高蚀刻速率而受到青睐,而氩离子通过轰击蚀刻表面简化了反应产物的解吸。BCl 3 蚀刻具有较低的蚀刻速率,但使用它会产生更光滑的台面侧壁 [11]。BCl 3 /Ar 等离子体的使用已被证明在分立探测器中是有效的。尽管如此,当用于台面时,它表现出次优性能
具有良好潜在应用前景的纳米结构无机材料引起了基础和实际方面的广泛研究关注。SiO 2 (二氧化硅) 是最广泛使用的无机材料之一,在微电子 1、2 、微机电系统 3、4 和微光子学 5、6 等领域需要具有纳米级分辨率的制造方法。为了制造具有所需纳米结构的二氧化硅,通常需要复杂的自上而下的图案化工艺,包括热氧化 7 和化学气相沉积 8,然后进行干 9、10 或湿 11、12 蚀刻步骤。虽然已经开发出具有高产量的成熟加工技术,但这些技术涉及使用危险化学品(例如抗蚀剂、显影剂和蚀刻剂)并且需要复杂的制造设备。此外,使用自上而下的制造方法实现纳米分辨率的复杂和/或不对称的三维 (3D) 结构非常具有挑战性。因此,对能够生产具有复杂几何形状和化学变化的 3D 二氧化硅结构的直接纳米制造技术的需求很大。新兴的增材制造 (AM) 技术或使用数字设计的 3D 打印可以通过逐层沉积 13-16 创建精细结构,以生成复杂的结构并简化制造过程。更重要的是,作为一种已得到充分证明的自下而上的技术,据报道 3D 打印可以构造曲线基底 17、非平面表面 18 和曲折的 3D 图案 19,这些超出了传统自上而下的图案化方法的能力。熔融石英玻璃的 AM 是通过对无定形富含二氧化硅的浆料 20 进行立体光刻实现的,分辨率为几十微米。尽管已经制造出具有出色光学和机械性能的明确结构,但商用 3D 打印技术提供的空间分辨率相对较低,限制了它们在微电子、微机电系统和微光子学中的应用。新兴的微数字光处理技术 2
电子束光刻:根据应用,将电子束光刻胶 (950K PMMA A4,MicroChem) 旋涂至 270 nm-330 nm 的厚度。接下来,在顶部热蒸发 20 nm Au 的导电层,以避免光刻过程中电荷积聚。为了进一步减轻充电效应,我们使用了相对较低的束电流 (0.3 nA)、多通道曝光 (GenISys BEAMER) 和减少电子束在一个区域持续停留时间的写入顺序。光刻胶的总曝光剂量为 1200 uC/cm2,电压为 100 kV (Raith EBPG5000 plus)。曝光后,我们用 TFA 金蚀刻剂 (Transene) 去除导电层,并在 7 C 的冷板上将光刻胶置于 1:3 MIBK:IPA 溶液中显影 90 秒,然后用 IPA 封堵 60 秒,再用 DI 水冲洗。原子层沉积:在进行 ALD 之前,我们在 ICP RIE 工具 (PlasmaTherm Apex) 中使用 10 sccm O2 和 50 W ICP 功率进行三秒等离子曝光,以去除残留聚合物。使用此配方,PMMA 蚀刻速率约为 2.5 nm/s。对于 TiO 2 沉积,我们使用商用热 ALD 室 (Veeco/Cambridge Savannah ALD)。使用四(二甲酰胺)钛 (TDMAT) 和水在 90 C 下沉积非晶态 TiO 2,交替脉冲分别为 0.08 秒和 0.10 秒。沉积期间连续流动 100 sccm N 2,前体脉冲之间的等待时间为 8 秒。沉积速率通常为 0.6 A/循环。 ICP 蚀刻程序:我们通过氯基 ICP RIE 蚀刻(PlasmaTherm Apex)去除过填充的 TiO 2,基板偏压为 150 W,ICP 功率为 400 W,Cl 2 为 12 sccm,BCl 为 8 sccm。蚀刻速率通常为 1.5-1.7 nm/s。SEM 成像:在 5 nm Cr 导电层热沉积后,使用 Carl Zeiss Merlin FE-SEM 对纳米光子结构进行成像。FDTD 模拟:使用 Lumerical 有限差分时域软件模拟环形谐振器、光子晶体腔和光栅耦合器。透射光谱:我们使用自制的共焦显微镜装置,该装置具有独立的收集和激发通道,以进行透射光谱。脉冲超连续源 (430-2400 nm,SC-OEM YSL Photonics) 和光谱仪 (1200 g/mm,Princeton Instruments) 用于宽带测量。为了对单个腔体谐振进行高分辨率扫描,我们使用 50 kHz 线宽、可调 CW 激光器 (MSquared) 进行激发,并使用雪崩光电二极管 (Excelitas) 进行检测。金刚石膜:通过离子轰击 34 生成 500 nm 厚的金刚石膜,并在阿贡国家实验室通过化学气相沉积进行覆盖。在对离子损伤层进行电化学蚀刻后,去除悬浮膜并用 PDMS 印章翻转。然后使用 ~500 nm 的 HSQ 抗蚀剂将它们粘附到 Si 载体上,并在氩气中以 420 C 的温度退火 8 小时。最后,使用 ICP 蚀刻法将膜蚀刻至所需厚度,蚀刻气体为 25 sccm Ar、40 sccm Cl2、400 W ICP 功率和 250 W 偏压功率。蚀刻速率通常为 1.2-1.4nm/s。
亚利桑那州立大学的一所分子科学学院,坦佩,亚利桑那州85281,美国b化学和生物化学系,技术策划大学Darmstadt,64287 DARMSTADT,德国Darmstadt,德国c材料系,牛津大学,牛津大学,牛津大学,牛津大学,牛津,牛津,牛津,OX1 3PH,英国,英国。D化学系,伦敦大学学院,伦敦,WC1H 0AJ,英国。 e应用化学和材料部,美国国家标准与技术研究所,博尔德,CO 80305,美国F钻石光源,Harwell Science and Innovation Campus,Didcot,Ox11 0de,英国。 G化学系,分子科学研究中心,伦敦帝国学院,伦敦W12 0BZ,英国皇室校园,英国。 摘要:具有通用公式M n+1 AX N的最大相是分层的碳化物,氮化物和碳依抗碳,具有不同的M 6 x octahedra层的堆叠序列,并取决于n。 几乎没有制备“ 211”最大相(n = 1),而最大n,尤其是n≥3的最大相。 这项工作解决了有关相对新的“ 514”最大阶段的合成条件,结构和化学组成的开放问题。 与文献报告相比,不需要氧化物以形成最大相位,但是需要在1,600°C下进行多个加热步骤。 使用高分辨率X射线衍射,(MO 1-X V X)5 ALC 4的结构进行了彻底研究,Rietveld的细化确认P -6 C 2是最合适的空间组。 SEM/ED和XPS表明,最大相的化学组成为(MO 0.75 V 0.25)5 ALC 4。D化学系,伦敦大学学院,伦敦,WC1H 0AJ,英国。e应用化学和材料部,美国国家标准与技术研究所,博尔德,CO 80305,美国F钻石光源,Harwell Science and Innovation Campus,Didcot,Ox11 0de,英国。G化学系,分子科学研究中心,伦敦帝国学院,伦敦W12 0BZ,英国皇室校园,英国。 摘要:具有通用公式M n+1 AX N的最大相是分层的碳化物,氮化物和碳依抗碳,具有不同的M 6 x octahedra层的堆叠序列,并取决于n。 几乎没有制备“ 211”最大相(n = 1),而最大n,尤其是n≥3的最大相。 这项工作解决了有关相对新的“ 514”最大阶段的合成条件,结构和化学组成的开放问题。 与文献报告相比,不需要氧化物以形成最大相位,但是需要在1,600°C下进行多个加热步骤。 使用高分辨率X射线衍射,(MO 1-X V X)5 ALC 4的结构进行了彻底研究,Rietveld的细化确认P -6 C 2是最合适的空间组。 SEM/ED和XPS表明,最大相的化学组成为(MO 0.75 V 0.25)5 ALC 4。G化学系,分子科学研究中心,伦敦帝国学院,伦敦W12 0BZ,英国皇室校园,英国。摘要:具有通用公式M n+1 AX N的最大相是分层的碳化物,氮化物和碳依抗碳,具有不同的M 6 x octahedra层的堆叠序列,并取决于n。几乎没有制备“ 211”最大相(n = 1),而最大n,尤其是n≥3的最大相。这项工作解决了有关相对新的“ 514”最大阶段的合成条件,结构和化学组成的开放问题。与文献报告相比,不需要氧化物以形成最大相位,但是需要在1,600°C下进行多个加热步骤。使用高分辨率X射线衍射,(MO 1-X V X)5 ALC 4的结构进行了彻底研究,Rietveld的细化确认P -6 C 2是最合适的空间组。SEM/ED和XPS表明,最大相的化学组成为(MO 0.75 V 0.25)5 ALC 4。也使用两种不同的技术(使用HF和HF/HCl混合物)将其剥落成其MXENE同胞(MO 0.75 V 0.25)5 C 4,这导致了不同的表面终止,如XPS/HAXPES测量所示。对两个MXENE版本的电催化特性的初步研究表明,取决于蚀刻剂(MO 0.75 v 0.25)5 C 4可以在10 mA cm -2下以166 mV(仅HF)或425 mV(HF/HCL)的过度降低在10 mA cm -2下的氢,或者在囊中囊括了潜在的养殖者,这会使他们成为潜在的犬种,以使其成为一种养护的犬种,以使其成为一种犬种的犬种。