Kontrollü Silisyum Nano-İğnelerin Mikrofabrikasyonu

Abstract

Nano iğnelerin üretimi, yüksek performanslı çok işlevli nano cihazların geliştirilmesinde artan endüstriyel taleplerden dolayı ilgi çekmektedir. Nano ölçekli uçlar kontrollü transdermal ilaç salımı, soğuk katot alan emisyonu, taramalı uç mikroskobu, yansıma önleyici kaplama ve nanoindentasyon uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Taramalı uç mikroskobu ailesinin bir üyesi olan Atomik kuvvet mikroskobu (AKM), 1980'lerden beri yüksek çözünürlüklü yüzey karakterizasyonu için yaygın olarak kullanılan güçlü bir araç haline gelmiştir. AKM sensörü, esnek bir kuvvet algılayıcı konsoldan ve serbest ucunda nano ölçekli nanotipten oluşmaktadır. Yüksek çözünürlüklü AKM için nano-iğnenin eğrilik yarıçapı önem taşımaktadır. Islak aşındırma teknikleri ile AKM tip mikrofabrikasyonu düşük maliyet, kolay erişim ve (100) kristal düzleminde homojen aşındırma oranı gibi avantajları bulunmaktadır. Bu çalışmada, litografi ve ıslak aşındırma gibi mikrofabrikasyon teknikleri kullanılarak silisyum nano uçlar üretilmiştir. Yüksek sivrilik ve en boy oranlı uçlara sahip olacak şekilde süreç optimize edilmiştir. Anizotropik ıslak aşındırma için Potasyum Hidroksit (KOH) ve Tetrametil Amonyum Hidroksit (TMAH) çözeltileri kullanılmıştır. Islak aşındırma işlemi için SiO2 maske kullanılmıştır. Değişik geometrilerde daha keskin nano iğneler elde edebilmek için litografi maske geometrisi ve açıları optimize edilmiştir. Çalışma neticesinde yüksek en boy oranına sahip nano iğneler, kare piramit geometrili ve asimetrik beşgen piramit geometrili nano iğneler üretilebilmiştir.