Самосборка трехмерных мезоструктур с использованием локальной ионно-плазменной обработки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведена технология самосборки трехмерных мезоструктур кубической формы, основанная на ионно-плазменном воздействии на определенные локальные области плоских заготовок, сформированных из пленок Cr и Cr/SiO2. Движущей силой самосборки является градиент напряжений, возникающий в хроме при ионной бомбардировке в плазме Ar ВЧ-индукционного разряда. Складывание заготовки в трехмерную структуру происходит при вывешивании элементов заготовки в результате стравливания нижележащего кремния.

Об авторах

А. С. Бабушкин

ЦНИТ – Ярославль, ОФТИ им. К.А. Валиева НИЦ “Курчатовский институт”, Ярославль, Россия

Email: artem.yf-ftian@mail.ru
Ярославль, Россия

Р. В. Селюков

ЦНИТ – Ярославль, ОФТИ им. К.А. Валиева НИЦ “Курчатовский институт”, Ярославль, Россия

Email: artem.yf-ftian@mail.ru
Ярославль, Россия

И. И. Амиров

ЦНИТ – Ярославль, ОФТИ им. К.А. Валиева НИЦ “Курчатовский институт”, Ярославль, Россия

Email: artem.yf-ftian@mail.ru
Ярославль, Россия

В. В. Наумов

ЦНИТ – Ярославль, ОФТИ им. К.А. Валиева НИЦ “Курчатовский институт”, Ярославль, Россия

Email: artem.yf-ftian@mail.ru
Ярославль, Россия

М. О. Изюмов

ЦНИТ – Ярославль, ОФТИ им. К.А. Валиева НИЦ “Курчатовский институт”, Ярославль, Россия

Автор, ответственный за переписку.
Email: artem.yf-ftian@mail.ru
Ярославль, Россия

Список литературы

  1. Zhang Y., Zhang F., Yan Z., Ma Q., Li X., Huang Y., Rogers J.A. Printing, folding and assembly methods for forming 3D mesostructures in advanced materials // Nature Reviews Materials. 2017. V. 2. № 4. P. 1–17.
  2. Karnaushenko D., Kang T., Bandari V.K., Zhu F., Schmidt O.G. 3D self-assembled microelectronic devices: concepts, materials, applications // Advanced Materials. 2020. V. 32. № 15. P. 1902994.
  3. Liu N. Guo H., Fu L., Kaiser S., Schweizer H., Giessen H. Three-dimensional photonic metamaterials at optical frequencies // Nature materials. 2008. V. 7. № 1. P. 31–37.
  4. Bo R., Xu S., Yang Y., Zhang Y. Mechanically-guided 3D assembly for architected flexible electronics // Chemical Reviews. 2023. V. 123. № 18. P. 11137–11189.
  5. Guo X., Xue Z., Zhang Y. Manufacturing of 3D multifunctional microelectronic devices: challenges and opportunities // NPG Asia Materials. 2019. V. 11. № 1. P. 29.
  6. Chen S., Chen J., Zhang X., Li Z.Y., Li J. Kirigami/origami: unfolding the new regime of advanced 3D microfabrication/nanofabrication with “folding” // Light: Science & Applications. 2020. V. 9. № 1. P. 75.
  7. Rogers J., Huang Y., Schmidt O.G., Gracias D.H. Origami mems and nems // Mrs Bulletin. 2016. V. 41. № . 2. P. 123–129.
  8. Zhang Z., Tian Z., Mei Y., Di Z. Shaping and structuring 2D materials via kirigami and origami // Materials Science and Engineering: R: Reports. 2021. V. 145. P. 100621.
  9. Cho J.H., Keung M.D., Verellen N., Lagae L., Moshchalkov V.V., Van Dorpe P., Gracias D.H. Nanoscale origami for 3D optics // Small. 2011. V. 7. № 14. P. 1943–1948.
  10. Mak Y.X., Dijkshoorn A., Abayazid M. Design Methodology for a 3D Printable Multi-Degree of Freedom Soft Actuator Using Geometric Origami Patterns // Advanced Intelligent Systems. 2024. V. 6. № 6. P. 2300666.
  11. Salerno M., Firouzeh A., Paik J. A low profile electromagnetic actuator design and model for an origami parallel platform // Journal of Mechanisms and Robotics. 2017. V. 9. № . 4. P. 041005.
  12. Novelino L.S., Ze Q., Wu S., Paulino G.H., Zhao R. Untethered control of functional origami microrobots with distributed actuation // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020. V. 117. № 39. P. 24096–24101.
  13. Yan W., Li S., Deguchi M., Zheng Z., Rus D., Mehta A. Origami-based integration of robots that sense, decide, and respond // Nature Communications. 2023. Т. 14. № 1. С. 1553.
  14. Xu W., Li T., Qin Z., Huang Q., Gao H., Kang K., Park J., Buehler M.J., Khurgin J.B., Gracias D.H. Reversible MoS2 origami with spatially resolved and reconfigurable photosensitivity // Nano letters. 2019. V. 19. № 11. P. 7941–7949.
  15. Guo X., Li H., Yeop Ahn B., Duoss E.B., Hsia K.J., Lewis J.A., Nuzzo R.G. Two-and three-dimensional folding of thin film single-crystalline silicon for photovoltaic power applications // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. V. 106. № 48. P. 20149–20154.
  16. Randhawa J.S., Gurbani S.S., Keung M.D., Demers D.P., Leahy-Hoppa M.R., Gracias D.H. Three-dimensional surface current loops in terahertz responsive microarrays // Applied Physics Letters. 2010. V. 96. № 19.
  17. Yu Y., Lorenz P., Strobel C., Zajadacz J., Albert M., Zimmer K., Kirchner R. Plasmonic 3D Self-Folding Architectures via Vacuum Microforming // Small. 2022. V. 18. № . 7. P. 2105843.
  18. Joung D., Nemilentsau A., Agarwal K., Dai C., Liu C., Su Q., Li J., Low T., Koester S.J., Cho J.H. Self-assembled three-dimensional graphene-based polyhedrons inducing volumetric light confinement // Nano letters. 2017. V. 17. № 3. P. 1987–1994.
  19. Anacleto P., Gultepe E., Gomes S., Mendes P.M., Gracias D.H. Self-folding microcube antennas for wireless power transfer in dispersive media. Technology // 2016. V. 04. № 02. P. 120–129.
  20. McCaskill J.S., Karnaushenko D., Zhu M., Schmidt O.G. Microelectronic Morphogenesis: Smart Materials with Electronics Assembling into Artificial Organisms // Advanced Materials. 2023. V. 35. № 51. P. 2306344.
  21. Bolanos Quinones V.A., Zhu H., Solovev A.A., Mei Y., Gracias D.H. Origami biosystems: 3D assembly methods for biomedical applications // Advanced Biosystems. 2018. V. 2. № 12. P. 1800230.
  22. Azam A., Laflin K.E., Jamal M., Fernandes R., Gracias D.H. Self-folding micropatterned polymeric containers // Biomedical microdevices. 2011. V. 13. P. 51–58.
  23. Fernandes R., Gracias D.H. Self-folding polymeric containers for encapsulation and delivery of drugs // Advanced drug delivery reviews. 2012. V. 64. № 14. P. 1579–1589.
  24. Cools J., Jin Q., Yoon E., Alba Burbano D., Luo Z., Cuypers D., Callewaert G., Braeken D. A micropatterned multielectrode shell for 3D spatiotemporal recording from live cells // Advanced Science. 2018. V. 5. № 4. P. 1700731.
  25. Leong T.G., Benson B.R., Call E.K., Gracias D.H. Thin film stress driven self-folding of microstructured containers // Small. 2008. V. 4. № . 10. P. 1605–1609.
  26. Zhang J., Reif J., Strobel C., Chava P., Erbe A., Voigt A., Mikolajick T., Kirchner R. Dry release of MEMS origami using thin Al2O3 films for facet-based device integration // Micro and Nano Engineering. 2023. V. 19. P. 100179.
  27. Bassik N., Stern G. M., Gracias D. H. Microassembly based on hands free origami with bidirectional curvature // Applied physics letters. 2009. V. 95. № 9.
  28. Liu Z., Du H., Li Z.Y., Fang N.X., Li J. Invited Article: Nano-kirigami metasurfaces by focused-ion-beam induced close-loop transformation // Apl. Photonics. 2018. V. 3. № 10.
  29. Mao Y., Zheng Y., Li C., Guo L., Pan Y., Zhu R., Xu J., Zhang W., Wu W. Programmable bidirectional folding of metallic thin films for 3D chiral optical antennas // Advanced materials. 2017. V. 29. № 19. P. 1606482.
  30. Бабушкин А.С., Уваров И.В., Амиров И.И. Влияние низкоэнергетической ионно-плазменной обработки на остаточные напряжения в тонких пленках хрома // Журнал технической физики. 2018. Т. 88. № 12. С. 1845.
  31. Babushkin A., Selyukov R., Amirov I. Effect of Ar ion-plasma treatment on residual stress in thin Cr films // Proc. of SPIE. 2019. V. 11022. P. 1102223–1.
  32. Fang W. Determining mean and gradient residual stresses in thin films using micromachined cantilevers / Fang W., Wickert J. A. //Journal of Micromechanics and Microengineering. 1996. V. 6. № 3. P. 301.
  33. Selyukov R.V., Amirov I.I., Naumov V.V. Effect of Ion-Plasma Treatment on the Phase Composition and Electrical Resistivity of Nanometer-Thick Tungsten Films // Russ. Microelectron. 2022. V. 51. P. 488–496.
  34. Пат. 2630528 Российская Федерация, МПК B81 B3/00, C23 C14/35. Способ изготовления балки с заданным изгибом / Уваров И. В., Наумов В. В., Амиров И. И.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико- технологический институт Российской академии наук (ФТИАН РАН). № 2016111251; заявл. 25.03.2016; опубл. 11.09.2017, Бюл. № 26. – 5с.: ил.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».