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NanoFrazor 3D納米結(jié)構(gòu)高速直寫(xiě)機(jī)

  • NanoFrazor 3D 納米結(jié)構(gòu)高速直寫(xiě)機(jī)

                       源自IBM最新研發(fā)成果



      NanoFrazor 納米 3D 結(jié)構(gòu)直寫(xiě)機(jī)的問(wèn)世,源于發(fā)明 STM AFM IBM 蘇黎世研發(fā)中心,是其在納米加工技術(shù)的最新研究成果。 NanoFrazor 納米 3D 結(jié)構(gòu)直寫(xiě)機(jī)第一次將納米尺度下的 3D 結(jié)構(gòu)直寫(xiě)工藝快速化、穩(wěn)定化。
    NanoFrazor 采用尖端直徑為 5nm 的探針,通過(guò)靜電力精確控制實(shí)現(xiàn)直寫(xiě) 3D 高精度直寫(xiě),并通過(guò)懸臂一側(cè)的熱傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的形貌探測(cè)。相對(duì)于其他制備技術(shù)如電子束曝光 / 光刻技術(shù) (EBL), 聚焦離子束刻蝕 (FIB) 有以下特點(diǎn):
    ■ 3D納米直寫(xiě)能力 高直寫(xiě)精度 (XY: 最高可達(dá)10nm, Z: 1nm)  
    高速直寫(xiě) 20 mm/s 與EBL媲美
    ■ 無(wú)需顯影,實(shí)時(shí)觀察直寫(xiě)效果 形貌感知靈敏度0.1nm  
    樣品無(wú)需標(biāo)記識(shí)別, 多結(jié)構(gòu)套刻,對(duì)準(zhǔn)精度 5nm
    ■ 無(wú)臨近效應(yīng)
    高分辨,高密度納米結(jié)構(gòu)
    ■ 無(wú)電子/離子損傷
    高性能二維材料器件
    ■ 區(qū)域熱加工和化學(xué)反應(yīng)
    多元化納米結(jié)構(gòu)改性
    ■ 大樣品臺(tái)
    100mm X 100mm


      新產(chǎn)品發(fā)布:NEW??!


      NanoFrazor Scholar --小面積直寫(xiě)
     
     
    3D納米直寫(xiě)能力
    高直寫(xiě)精度 (XY: 最高可達(dá)30nm, Z: 1nm)  
    高速直寫(xiě) 10 mm/s
     
    ■ 無(wú)需顯影,實(shí)時(shí)觀察直寫(xiě)效果   形貌感知靈敏度0.1nm  
    樣品無(wú)需標(biāo)記識(shí)別, 多結(jié)構(gòu)套刻,對(duì)準(zhǔn)精度 10 nm
    ■ 無(wú)臨近效應(yīng)
    高分辨,高密度納米結(jié)構(gòu)
    ■ 無(wú)電子/離子損傷
    高性能二維材料器件
    ■ 區(qū)域熱加工和化學(xué)反應(yīng)
    多元化納米結(jié)構(gòu)改性
    ■ 小樣品臺(tái)
    30mm X 30mm
     
      該技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)多次刷新了世界上最小 3D 立體結(jié)構(gòu)的尺寸,創(chuàng)造了世界上最小的馬特洪峰模型,最小立體世界地圖,最小刊物封面等世界記錄。



    獨(dú)特的直寫(xiě)與反饋流程
     
     

    PPA( 聚苯二醛 ) 直寫(xiě)膠 涂敷在樣品表面。

    背熱式直寫(xiě)探針 , 微區(qū)電阻式加熱針尖 。與針尖接近的 PPA 受熱瞬間分解,周圍部分由于 PPA 熱導(dǎo)率低而不受影響。

    熱針震動(dòng)模式直寫(xiě) , 直寫(xiě)時(shí)探針加熱,每次下針?lè)仁莒o電力控制,垂直精度 1 nm ,從而寫(xiě)出 3D 圖形。

    冷針接觸模式掃描 , 回程掃描時(shí)探針冷卻,由側(cè)壁的熱感應(yīng)器探測(cè)樣品高度變化(精度0.1nm), 獲得樣品形貌。反饋數(shù)據(jù)修正下一行直寫(xiě)。

    獨(dú)有的直寫(xiě)針尖設(shè)計(jì)
     
    普通的AFM針尖無(wú)法滿足上述NanoFrazor直寫(xiě)流程的需求,因此NanoFrazor所用針尖是由IBM專門研發(fā)設(shè)計(jì)的。該針尖具有兩個(gè)電阻加熱區(qū)域,針尖上方的加熱區(qū)域可以加熱到 1000 oC。 第二處加熱區(qū)域作為熱導(dǎo)率傳感器位于側(cè)臂處,其能感知針尖與樣品距離的變化,精度高達(dá)0.1 nm。因此在每行直寫(xiě)進(jìn)程結(jié)束后的回掃結(jié)構(gòu)時(shí),并不是通過(guò)針尖 起伏反饋形貌信息,而是通過(guò)熱導(dǎo)率傳感器感應(yīng)形貌變化,從而實(shí)現(xiàn)了比AFM快1000余倍的掃描速度,同避免了針尖的快速磨損消耗。
     

    NanoFrazor 技術(shù)特點(diǎn)
     
     

    其他功能

    ● 納米顆粒有序定位排列

    ● 納米局部化學(xué)反應(yīng)誘導(dǎo)

    ● 表面化學(xué)圖案、結(jié)構(gòu)生成
    納米顆粒有序定位排列
    氧化石墨烯的定位還原

     

    圖形轉(zhuǎn)移

    通過(guò)NanoFrazor3D納米結(jié)構(gòu)直寫(xiě)機(jī)獲得的納米圖形結(jié)構(gòu),可以通過(guò)傳統(tǒng)成熟的工藝技術(shù),如干法刻蝕,電鍍、 注射成型法等進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移。

     
    應(yīng)用領(lǐng)域      

    快速原型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

    ● 衍射透鏡,全息圖

    ● 非球面微透鏡陣列

    ● 波導(dǎo)纖維、光子晶體

    ● MEMS/NEMS

    ● 表面等離子激元,超材料

    ● 納米磁學(xué)

    ● 納米電子器件

    ● 生物細(xì)胞研究

    ● 納米流體控制

            ● 反物質(zhì)物理學(xué)

    微納結(jié)構(gòu)

    防偽標(biāo)識(shí)

    DFB 激光、

          ● A SICs 的關(guān)鍵部位加工

    模板加工

          ● 光掩模板

    納米壓印印章

          ● 注射成型模具

     

     

     
    幾種微加工技術(shù)對(duì)比
    1  Dip Pen NanoLithography浸蘸筆納米加工刻蝕
    2  Local Anodic Oxidation局部陽(yáng)極氧化(基于AFM)
    3  Derect Laser Writing激光直寫(xiě)技術(shù)(基于光刻膠)
    4  Focussed Ion Beam聚焦離子束刻蝕(Ga離子源)
    5  Electron Beam Induced Depositon電子束誘導(dǎo)沉積
    6  Electron Beam Lithograpy 電子束光刻
    7  NanoFrazor Explore
    優(yōu)勢(shì):適用于各種生物墨水
    優(yōu)勢(shì):直寫(xiě)
    優(yōu)勢(shì):快速
    優(yōu)勢(shì):3D刻寫(xiě),適用各種材料
    優(yōu)勢(shì):高分辨率
    優(yōu)勢(shì):分辨率高,工藝成熟
    缺點(diǎn):速度慢,分辨率低
    缺點(diǎn):速度慢
    缺點(diǎn):分辨率低
    缺點(diǎn):速度慢,損傷樣品
    缺點(diǎn):速度慢
    缺點(diǎn):臨近效應(yīng),較復(fù)雜
       
    NanoFrazor 與傳統(tǒng)的微納加工設(shè)備如納米醮印,激光直寫(xiě),聚焦離子束刻蝕 FIB ,電子束誘導(dǎo)沉積,電子束光刻 EBL 等技術(shù)相比,具有高精度 3D 納米結(jié)構(gòu)直寫(xiě),具備實(shí)時(shí)形貌探測(cè)的閉環(huán)刻寫(xiě)技術(shù)以及無(wú)需標(biāo)記拼接與套刻等獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)。加上其性價(jià)比高,使用和維護(hù)成本低,易操作等特點(diǎn),成為廣受關(guān)注的納米加工設(shè)備。

    NanoFrazor技術(shù)視頻介紹
    1、IBM Scientist Armin Knoll explains the technology: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM4NTcxMjUwOA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1
    2、NanoFrazor_ Markerless Overlay: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTYxNzIwNA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    3、 NanoFrazor_ Layout Preparation: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTYxMjAyMA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    4、NanoFrazor_ Getting Started & Automatic Configuration: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTYwNjY5Mg==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    5、NanoFrazor_ Closed Loop Lithography: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTU3MzE4OA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    6、IBM & SwissLitho Introduce Nanoscale Tech : http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTU2MjUyNA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0

     
    國(guó)內(nèi)外客戶
     

     
    已發(fā)表的文獻(xiàn)

    Wolf (JVST B 2015) Sub20nm Liftoff and Si Etch and InAs nanowire contacts

    Garcia ( Nat Nano 2014) Advanced scanning probe lithography

    Rawlings (IEEE Nano 2014) Nanometer accurate markerless pattern overlay using thermal Scanning Probe Lithography

    Holzner (SPIE EMLC 2013) Thermal Probe Nanolithography

    Cheong ( Nanoletters 2013) Thermal Probe Maskless Lithography for 27.5 nm Half-Pitch Si Technology

    Fei Ding (PhysRevB 2013) Vertical microcavities with high Q and strong lateral mode confinement

    Carrol (Langmuir 2013) Fabricating Nanoscale Chemical Gradients with ThermoChemical NanoLithography

    Paul (Nanotechnology 2012) Field stitching in thermal probe lithography by means of surface roughness correlation

    Kim ( Advance Mat 2011) Direct Fabrication of Arbitrary-Shaped Ferroelectric Nanostructures on Plastic, Glass, and Silicon Substrates

    Holzner (APL 2011) High density multi-level recording for archival data preservation

    Holzner ( Nanoletters 2011) Directed placement of gold nanorods using a removable template

    Paul (Nanotechnology 2011) Rapid turnaround scanning probe nanolithography

    Wang ( Adv Funct Mat 2010) Thermochemical Nanolithography of Multifunctional Nanotemplates for Assembling Nano-Objects

    Wei and King ( Science 2010)Nanoscale Tunable Reduction of Graphene Oxide for Graphene Electronics

    Pires ( Science 2010) Nanoscale 3DPatterning of Molecular Resists by Scanning Probes

    Knoll ( Adv Materials 2010) Probe-Based 3-D Nanolithography Using SAD Polymers

    Fenwick ( Nat Nano 2009) Thermochemical nanopatterning of organic semiconductors

    Lee ( Nanoletters 2009) Maskless Nanoscale Writing of Nanoparticle-Polymer Composites and Nanoparticle Assemblies using Thermal Nanoprobes

    Nelson (APL 2006) Direct deposition of continuous metal nanostructures by thermal dip-pe

     
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