Bottom-up fabrication of highly ordered metal nanostructures by hierarchical self-assembly
在一个层次nanopatterning例程完全依赖于自组装过程中，我们结合晶体表面重建，共聚物的微相分离，和选择性金属扩散，以产生单分散金属纳米结构的高度规则的阵列，覆盖面积平方厘米。在Fe纳米结构形成过程中的原位GISAXS证明了自组装系统中的杰出结构顺序，并暗示了通过外部工艺参数雕刻纳米结构的可能性。因此，我们证明，通过自组装进行纳米图案化是基于光刻的常规方法的一种有竞争力的替代方案，可以以大大减少的工作量实现可比的图案规则性、特征尺寸和图案区域。在斑图形成期间原位研究的选项、定制纳米结构形态的可能性、以超高结构密度图案化任意大区域的能力以及单独寻址纳米结构的潜力使得能够实现许多应用，例如，在高密度磁数据存储中，在功能性纳米结构材料中，例如，用于光子学或催化，或用于基于表面等离子体共振的传感。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication, detection and operation of a three-dimensional nanomagnetic conduit
三维（3D）纳米磁性器件，如垂直跑道存储器，由于其潜在的存储器和逻辑应用吸引了巨大的兴趣。然而，由于3D纳米结构的制造和表征方面的巨大挑战，它们的实现尚未实现。在这里，我们展示了一个由3D纳米打印和物理气相沉积创建的3D纳米磁性系统，它充当了畴壁的管道。在衬底水平形成的域被注入到3D纳米线中，其中它们使用矢量磁场被可控地捕获。还演示了用于并行、独立测量单个3D纳米结构中不同区域的暗场磁光方法。这为三维纳米磁性系统的深入研究和开发开辟了一条新的途径。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall
Exploiting femtosecond laser exposure for additive and subtractive fabrication of functional materials: A Route to designer 3D Magnetic Nanostructures
三维纳米结构的功能材料是重要的系统，允许新的手段来复杂地控制电磁特性。一个关键问题是在纳米级上实现3D打印方法，可以产生一系列功能材料。在这封信中，它表明，双光子光刻结合飞秒加工的牺牲层，可以用来实现这样的愿景，并产生复杂的几何形状的三维功能纳米材料。这是证明通过制造三维磁性纳米线，表现出受控的畴壁注入和传播。其次，我们制作了大规模的三维人工自旋冰结构，其复杂的开关可以使用光磁探测。我们表明，通过仔细分析的磁光克尔效应信号，并通过与微磁模拟比较，深度相关的开关信息可以从3DASI晶格。这项工作为新材料铺平了道路，新材料利用了非平凡的3D几何形状提供的额外物理学。
2021-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Topographical Replication of Graphene Architecture by Artificial DNA nanostructures
尽管有许多关于如何使用几何形状来控制石墨烯的电子性质的研究，但设计的石墨烯纳米结构的制造存在某些限制。在这里，我们展示了可控的拓扑复制石墨烯的人工脱氧核糖核酸（DNA）纳米结构。由于DNA纳米结构的高度几何自由度，我们控制了石墨烯的纳米级形貌。从DNA纳米结构复制的石墨烯的形貌显示出增强的热稳定性，并揭示了一个有趣的负温度系数的薄层电阻率时，底层的DNA纳米结构在高温下变性。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall
Wafer-scale fabrication of 2D nanostructures via thermomechanical nanomolding
本研究将热机械纳米成型（TMNM）技术拓展至二维纳米结构的晶圆级制备，在兼容后段制程的条件下制得特征尺寸可控的铜纳米带，证实原料晶粒尺寸可转移至成型结构，并探讨了二维TMNM的变形机制。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Artificial DNA Lattice Fabrication by Non-Complementarity and Geometrical Incompatibility
DNA纳米结构的制造主要遵循两个基本规则。首先，DNA寡核苷酸通过互补碱基序列之间的沃森-克里克碱基配对规则相互结合。其次，DNA寡核苷酸的几何相容性必须匹配以形成晶格。在这里，我们提出了一个制造计划的DNA纳米结构与非互补和/或几何不相容的DNA寡核苷酸，这与传统的DNA结构的创建规则相矛盾。DNA晶格尺寸的定量分析进行了验证，这对应于算法自组装中的错误的不利的绑定发生。对这些类型的结合的进一步研究可能会对DNA纳米结构自组装的确切机制有更多的了解。
2011-05-30 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.chem-ph
Ex Situ Fabrication of Superconducting Nanostructures for Low-Temperature STM
本文提出将非原位光刻与原位超高真空解理翻转相结合，制备原子级清洁的拓扑绝缘体-超导体纳米结构，并通过STM/STS验证垂直邻近耦合，为拓扑超导研究提供可扩展平台。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Scalable fabrication of gap-plasmon-based dynamic and chromogenic nanostructures by capillary-interaction driven self-assembly of liquid-metal
本文提出利用液态金属纳米颗粒与PDMS的毛细相互作用自组装，单步可扩展制备动态变色纳米结构，并展示其在显示、传感和智能绷带等领域的应用。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Fabrication of Metal Nanowires
这篇评论文章讨论和比较了各种技术制造金属纳米线。我们首先定义我们所指的纳米线，以及为什么这样的纳米结构是科学和技术的兴趣。然后，我们提出了不同的制造方法，在一定程度上详细描述了各自的优点。“自上而下”的技术讨论包括：电子束光刻;扫描探针光刻;阶梯边缘和分子束外延模板;和纳米管模板。“自下而上”的方法包括：电沉积到蚀刻多孔介质;直接化学合成;阶边装饰;和应变介导的自组装。最后，我们总结了我们的观察，并简要讨论了金属纳米线制造的未来。
2003-07-24 cond-mat.mes-hall
Multiple layer local oxidation for fabricating semiconductor nanostructures
耦合的半导体纳米结构具有高度的可调谐性制造使用局部氧化与扫描力显微镜。直接氧化的GaAs表面的Ga[Al]As异质结构包含浅的二维电子气相结合的局部氧化的薄钛膜上蒸发。实现了四端量子点和具有集成电荷读出的双量子点系统。该结构可通过由电子气中的隔离区域和作为顶栅的Ti膜的相互隔离区域形成的面内栅极来调节。库仑阻塞实验证明了这种制造工艺的高质量。
2004-11-05 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and extrinsic origins of low-frequency noise in GaAs/AlGaAs Schottky-gated nanostructures
研究了不同层结构和工艺条件下GaAs/AlGaAs异质结量子点接触中电流的低频噪声。与以前的报告相比，有没有门依赖的随机电报噪声（RTN），起源于隧道通过肖特基势垒在使用标准的低损伤工艺制造的设备。栅依赖RTN只出现在与高损伤过程，诱导电荷陷阱网站制造的设备。我们发现，在AlGaAs势垒中插入AlAs/GaAs超晶格有助于抑制陷阱的形成。我们的研究结果使制造抗损伤，从而低噪声设备。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-ballistic transport in HgTe quantum-well nanostructures
研究了高迁移率碲化汞量子阱结构的输运特性。使用特殊的光致抗蚀剂和Ti掩模，其允许制造特征尺寸低至0.45 $μ$ m的器件。在这些结构中的弹道效应的运输性能占主导地位的证据。半经典电子轨迹的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合较好。
2003-07-01 cond-mat.mes-hall
Design, Modeling and Fabrication of Nanostructure Devices for Optoelectronic Applications
本研究提出并制造了纳米线MOS基电压可调量子点器件，通过结构限制与电压辅助量子化实现高光谱分辨率的彩色传感及太阳能收集。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Probing Andreev reflection reach in semiconductor-superconductor hybrids by Aharonov-Bohm effect
混合纳米结构制造的最新发展允许创建结合半导体和超导体材料的量子干涉仪。我们表明，在这些纳米结构的Aharonov-Bohm效应和Andreev反射的联合现象可以用来确定电子作为一个空穴被逆反射的长度。我们建议利用这一功能探测准粒子的相干长度在超导体-超导体混合的磁导测量。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall
Quantum dot behavior in transition metal dichalcogenides nanostructures
近年来，过渡金属二硫属化合物（TMDCs）半导体由于其独特的能带结构和新颖的电子性质而被用于量子现象的研究。在量子点（QD）中，电子被限制在所有的横向维度上，为详细研究和控制操纵单个量子系统提供了可能性。除了通过在纳米收缩中打开能隙来定义石墨烯QD之外，在存在带隙的情况下，可以在TMDC半导体上实现栅极定义的QD。本文综述了量子点在TMDCs纳米结构中的限制和输运。讨论了用于演示场效应晶体管和量子点等二维（2D）材料纳米结构的制造技术，主要基于电子束光刻和转移组装技术。随后，我们专注于通过TMDCs纳米结构和量子点的运输。随着纳米级材料表征的稳步改进和使用石墨烯作为跳板，2D材料提供了一个平台，可以创建与各种晶体集成的异质结构QD，每个晶体都具有完全独特的物理特性。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall
Direct writing of CoFe alloy nanostructures by focused electron beam induced deposition from a heteronuclear precursor
最近，聚焦电子束诱导沉积已被用于制备功能磁性纳米结构，通过使用同质前驱物气体如Fe（CO）5或Co2（CO）8，在纳米磁性逻辑和传感应用中具有潜力。在这里，我们表明，通过使用单源异质结前体气体，对制造双金属化合物的扩展是可能的。以HFeCo_3（CO）_（12）金属羰基化合物为前驱体，制备了CoFe合金磁性纳米结构。组成分析表明，样品含有约80原子%的金属和10原子%的碳和氧。用四探针法测量了不同尺寸的纳米线的磁输运特性，发现纳米线的室温电阻率为43 $μΩ$ cm，微霍尔磁测量表明，在最高测量温度250 K之前，材料的50 nm $\times$ 250 nm纳米棒都是铁磁性的.最后，TEM显微结构研究表明，沉积物由bcc Co-Fe相与FeCo 2 O 4尖晶石氧化物相混合组成，纳米颗粒直径约为5 nm。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall
An ionization sensor scheme for ultra-low voltage operation using one-dimensional nanostructures
一维纳米结构已被用作电极，以降低工作电压，其中需要强电场来使器件在气体电子学中起作用。在这封信中，提出了一种新的电极方案，在极低的施加电压产生高场强。通过理论计算，我们将展示一些电极系统的具体情况，其中电场可以达到106，109和1011 V/m的数量级，在所施加的电压低至10 mV。这些假想的情况可以通过各种制造技术来实现。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.plasm-ph
Direct-write of free-form 3D nanostructures with controlled magnetic frustration
构建自然发生的磁性结构的纳米技术模拟物已被证明是研究几何诱导的磁挫等主题的强大方法，并为统计物理提供模型系统。此外，它实际上允许通过实现无法通过自然结晶或化学合成获得的人工晶格几何形状来设计新的物理特性。这已经在二维人工自旋冰系统领域取得了巨大成功，其重要分支进入磁逻辑器件领域。虽然已经提出了推进到三维（3D）的第一建议，但是基于电子束光刻的已建立的纳米纤维路径尚未适于获得自由形式的3D纳米结构。在这里，我们展示了独立铁磁3D纳米结构的直接写入制造，完全控制磁挫折的程度。通过采用微霍尔传感，我们已经确定了我们的自由形式的结构在外部施加的磁场中产生的杂散磁场，我们已经进行了微磁和宏观自旋模拟，推导出的空间磁化分布的结构，并分析其开关行为。此外，我们表明，磁性3D元素可以与其他3D元素的不同化学成分和固有的材料特性相结合。
2017-09-18 cond-mat.mes-hall
Fabrication and electrical transport characterization of high quality underdoped YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ nanowires
本文报道了欠掺杂$_2$ O $_3$纳米线的制备和电输运特性。纳米线已经实现了没有任何保护帽层，他们表现出类似的母体薄膜的传输性能，证明他们没有被损坏的纳米图案。欠掺杂纳米线的电流-电压特性在临界电流处显示出大的滞后电压切换，与最佳掺杂纳米结构的磁通流特性相反，表明形成了自稳定热点。这些结果开辟了新的可能性，使用欠掺杂的纳米线的单光子探测和探索欠掺杂的一面的YBa $_2$铜$_3$ O $_{7-δ}$相图在纳米尺度。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultraconfined plasmons in atomically thin crystalline silver nanostructures
本文通过预图案化硅衬底外延沉积原子级薄晶态银纳米结构，实现了近红外区域具有高品质因子的超受限等离激元，为原子尺度纳米等离激元器件设计提供了新途径。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Architecting three-dimensional ZnO nanorods
具有可控组装和结构的纳米结构的制造对于新型纳米材料基器件的开发具有重要意义。在这项工作中，我们证明，激光技术与低温水热生长相结合，使复杂的三维ZnO纳米棒图案的各种类型的基板和几何形状。建议的方法是基于一个程序，涉及使用多光子光刻的光敏材料的3D支架制造，然后通过Zn籽晶ZnO纳米棒的含水化学生长。生产出3D、均匀排列的ZnO纳米棒，表现出导电性和高效的光催化性能，为各种技术领域的应用提供了途径。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of Metal Nanoscale Devices on Insulating Membranes by High-Resolution Atom Ablation
透射电子束（TEBs）长期以来一直被用于研究和操纵纳米尺度的材料。在1970年代后期，Cherns证明了暴露于1 MeV TEB的Au膜的表面点蚀，并观察到石英中的晶体位错。不久之后，使用电子束照射在NaCl晶体、氧化铝片、CaF 2和MgO中钻纳米孔和纳米线。最近的例子包括在硅、不锈钢以及Si 3 N4和SiO2膜中钻纳米孔。在这封信中，我们展示了一个新的和高度灵活的应用TEB为基础的制造，以生产复杂的金属几何形状和完全集成的设备，亚10纳米的功能，在氮化硅膜。通过用高分辨率透射电子显微镜的~ 0.5 nm直径光束烧蚀蒸发的（Al、Ni、Cr、Ag、Au）金属膜，可以以亚纳米精度“雕刻”出任意金属图案。消融动作的原位成像允许实时反馈控制。这里提出的具体示例包括纳米环、具有定制曲率的纳米线以及在端子之间具有纳米岛或纳米孔的多端子器件。重要的是，这些纳米结构是在芯片上的精确位置制造的，并无缝集成到大规模电路中。高分辨率、几何控制和产量的组合使得这种制造方法对于包括纳米电子学和分子移位在内的许多应用是相当独特和非常有吸引力的。
2006-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-crystalline Aluminum Nanostructures on Semiconducting GaAs Substrate for Ultraviolet to Near-infrared Plasmonics
铝作为一种用于等离子体的金属材料，由于其将表面等离子体共振的应用扩展到紫外（UV）区域并且在天然丰度、成本和与现代半导体制造工艺的兼容性方面优于贵金属而引起极大兴趣。在这里，我们提出了紫外近红外（NIR）等离子共振单晶铝纳米缝和纳米孔。采用分子束外延（MBE）方法在半导体GaAs衬底上生长了超光滑的单晶铝膜，利用聚焦离子束（FIB）铣削技术在其上制备了高清晰度的纳米结构。单晶铝膜由于超光滑的表面而显示出改善的反射率和降低的双光子光致发光（TPPL）。线性散射和非线性TPPL进行了详细研究。纳米缝阵列显示出清晰的类Fano共振，纳米孔被发现支持光子模式和局域表面等离子体共振。我们还发现，TPPL的产生是更有效的激发偏振平行，而不是垂直于铝膜的边缘。这种违反直觉的现象归因于GaAs衬底的高折射率。我们表明，从铝TPPL的偏振很好地保留了激发极化，是独立的薄膜或基板的晶体取向。我们的研究深入了解了高折射率半导体GaAs衬底上铝纳米结构的光学性质，并说明了一个实用的路线，以实现等离子体器件到半导体上的未来混合纳米器件。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of high quality GaN nanopillar arrays by dry and wet chemical etching
我们研究了电感耦合等离子体（ICP）刻蚀和刻蚀后湿化学处理制备的GAN纳米柱阵列的应变弛豫和表面损伤。我们通过选择刻蚀参数来控制这种纳米柱结构的形状和表面损伤。我们比较了不同的衬底温度和不同的氯基蚀刻化学，以制造高质量的GAN纳米柱。室温下的光致发光和拉曼散射测量进行了研究的存在下，这些纳米结构的表面缺陷和应变弛豫，分别。我们发现，湿法KOH刻蚀可以消除干法等离子体刻蚀造成的侧壁损伤，从而获得更好的GAN纳米柱阵列质量。通过KOH湿法蚀刻去除GAN柱下方的Si材料，留下细Si柱以支撑GAN结构。从室温拉曼光谱测量，在这些结构中观察到大量的应变弛豫。室温光致发光光谱显示这些纳米盘结构中存在回音壁模式。
2014-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Fabrication of High-Aspect Ratio Nanogratings for Phase-based X-ray Imaging
周期光栅等衍射光学元件是X射线成像中的基本器件-这是医学、材料科学和安全扫描所依赖的技术。在纳米尺度下制造具有高纵横比的这种结构为进一步推进这种应用创造了机会，特别是在放宽X射线源相干性要求方面。这是因为典型的基于光栅的X射线相位成像技术（例如，Talbot自成像）需要至少一个光栅周期的相干长度，并且理想地更长。在本文中，在实现高纵横比纳米光栅填充金的制造挑战是解决激光干涉和纳米压印光刻，物理气相沉积，金属辅助化学蚀刻（MACE），和电镀的组合。这种相对简单且具有成本效益的方法通过使用六甲基二硅氮烷的创新性MACE后干燥步骤来解锁，该步骤有效地最大限度地减少了纳米结构的静摩擦。讨论了该方法的理论极限，并在实验上证明了纵横比>40的X射线纳米光栅。最后，当暴露于硬（12.2 keV）单色X射线束在同步加速器设施，从而在相位为基础的X射线成像的潜在适用性时，显示出其优异的衍射能力。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.med-ph
Antiferromagnetic nanoscale bit arrays of magnetoelectric Cr$_2$O$_3$ thin films
本研究制备了100纳米厚磁电Cr$_2$O$_3$薄膜的圆形纳米比特阵列，发现随尺寸减小畴结构从多畴态变为单畴态，并通过自旋晶格模拟揭示其由冷却时的能量耗散主导，为单畴AFM存储器件的制备提供了途径。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
