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
Room temperature on-wafer ballistic graphene field-effect-transistor with oblique double-gate
我们已经制造和测量了弹道石墨烯晶体管，具有两个可以独立偏置的倾斜栅极。栅极长度约为38 nm，并且间隔30 nm的距离，相对于间隔190 nm的源极和漏极的倾斜角为45 °。电测量揭示了弹道载流子输运的特定性质，即非线性漏极电压-漏极电流依赖性，显示出饱和区域，以及在某些偏置电压下的负微分电阻，如果没有与弹道输运相关的物理机制，则无法解释这些特性。在从4英寸石墨烯晶片切割的芯片上制造了数十个具有非常大的跨导的弹道晶体管。这种双栅极晶体管配置也可以用作极其高效的最先进的光电探测器。
2016-04-09 cond-mat.mes-hall
Room temperature strain-induced Landau levels in graphene on a wafer-scale platform
石墨烯是研究大量量子现象的强大平台。当石墨烯在特定的几何形状中受到应变时，它的一个显着特性就会出现，并且电子的行为就像它们受到磁场的影响一样。以前，这些应变引起的伪磁场已被探索在纳米和微米尺度上使用扫描探针和运输测量。相反，异质外延应变是一种晶圆级的工程方法。在这里，我们表明，赝磁场可以通过晶片级外延生长在石墨烯中产生。SiC衬底中的浅三角形纳米棱镜产生41 T的应变诱导均匀场。这使得在室温下观察应变诱导的朗道能级，如角分辨光电子能谱检测，并证实了模型计算和扫描隧道显微镜测量。我们的工作证明了在晶片级平台上利用二维狄拉克材料中的应变诱导量子相位的可行性，为新的应用开辟了领域。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Wafer-scale fabrication of mesoporous silicon functionalized with electrically conductive polymers
本文提出低阈值可扩展的合成路线，在介孔硅中电化学合成PANI、PPy、PEDOT复合材料及通过固相聚合制备PEDOT/pSi杂化材料，实现74%填充度并使电导率提高两倍，展现出热电应用潜力。
2024-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Transfer-free fabrication of graphene transistors
我们发明了一种在氧化硅晶片上制造石墨烯晶体管的方法，而无需转移石墨烯层。为了促进石墨烯层在氧化硅上的生长，使用纳米薄铝/镍双层催化剂体系。该催化剂系统在晶片进入催化化学气相沉积（CCVD）室之前通过剥离来构造。在随后的基于甲烷的生长工艺中，单层石墨烯场效应晶体管（MoLGFET）和双层石墨烯晶体管（BiLGFET）直接在氧化硅衬底上实现，由此堆叠的石墨烯层的数量由所选择的CCVD工艺参数（例如温度和气体混合物）确定。随后，在催化区域之间的沟道区域内进行拉曼光谱，并且五层、双层和单层石墨烯的拉曼光谱证实了通过这种硅相容的、无转移的和原位制造方法生长的石墨烯的存在。这些石墨烯FET将允许在混合硅CMOS环境中简单且低成本地集成石墨烯器件，用于纳米电子应用。
2011-12-19 cond-mat.mes-hall
Production-ready double-side fabrication of dual-band infrared meta-optics using deep-UV lithography
本文提出一种基于深紫外光刻的双面双波段红外元光学器件制造方法，实现高质量元光学的可量产化，展示了双波段金属透镜的优异成像性能。
2025-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fabrication and characterization of large arrays of mesoscopic gold rings on large-aspect-ratio cantilevers
我们已经在超灵敏的悬臂梁上制造了大量的介观金属环阵列。该阵列由电子束光刻限定，并且包含多达$10^5$环。该环具有1 $μ$ m的周长，并且由超纯（6N）Au制成，该超纯（6N）Au沉积在绝缘体上硅晶片上而没有粘附层。SOI晶片的后续处理导致每个阵列被支撑在独立悬臂的末端。为了在保持低弹性常数的同时容纳大阵列，杠杆在两个横向尺寸上接近1 mm，厚度为100 nm。杠杆的极端纵横比、大的阵列尺寸和没有粘附层旨在使得能够在相对小的磁场存在下测量环的平均持续电流$\langle I \rangle$。我们描述了这些测量的动机，制造的设备，和表征的杠杆的机械性能。我们还讨论了设备的预期性能的测量$\langle I \rangle$。
2014-08-13 cond-mat.mes-hall
Novel Fabrication of Micromechanical Oscillators with Nanoscale Sensitivity at Room Temperature
我们报告超灵敏微机械振荡器的设计，制造和实施。我们的具有集成磁性结构的单晶硅悬臂梁是同类产品中的第一款：它们采用新型高产量工艺制造，其中磁性薄膜图案化和沉积与悬臂梁制造相结合。这些新的设备已被开发用于悬臂式磁强计和核磁共振力显微镜（MRFM）的力传感器。这两个应用程序已经实现了纳米级的分辨率使用本工作中描述的杠杆。当用作磁力计时，该器件实现的电流磁矩灵敏度在室温下为10^{-15} J/T，与传统磁力计相比，灵敏度提高了1000倍以上。目前MRFM悬臂梁的室温力灵敏度在1 Hz带宽内为~10^{-16} N，这与其类型的类似装置的室温灵敏度相当。有限元建模用于改进设计参数，确保装置满足实验要求，并将模态形状与观测结果相关联。优化了MEMS制造工艺，平均产率约为85%，取向优于1000 nm。当需要纳米尺度尺寸时，使用制造后聚焦离子束铣削来进一步图案化集成磁性结构。
2006-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Laser scribing on HOPG for graphene stamp printing on silicon wafer
利用脉冲激光对高取向热解石墨（HOPG）进行了刻纹加工。HOPG表面的图案化促进接触印刷期间石墨烯层的分离。比较了几层石墨烯的直接HOPG到基底和胶水辅助压印。通过光学和扫描电子显微镜观察印刷的石墨烯片。通过原子力显微镜测量石墨烯层的数量。石墨烯辅助的印模印刷允许将相对大的石墨烯片（40 × 40微米）印刷到硅晶片上，这对于微电子制造可能是重要的。所提出的方法更容易实现，并且比大多数现有的将石墨烯片放置到衬底上的方法更灵活。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wafer-Scale Fabrication of Hierarchically Porous Silicon and Silica Glass by Active Nanoparticle-Assisted Chemical Etching and Pseudomorphic Thermal Oxidation
许多生物材料表现出多尺度多孔性，具有小的、主要是纳米级的孔以及大的、宏观的毛细管，以同时实现优化的质量传输能力和具有大的内表面的轻质结构。在人造材料中实现这样的分层孔隙率通常需要复杂且昂贵的自上而下的处理，这限制了可扩展性。在这里，我们提出了一种方法，该方法结合了基于金属辅助化学蚀刻（MACE）的自组织孔隙率和电子衍射诱导的大孔隙率，用于合成具有双峰孔径分布的单晶硅，即，具有1微米直径的六边形排列的圆柱形大孔，其由被60 nm宽的中孔穿过的壁隔开。MACE过程主要由金属催化的还原-氧化反应引导，其中银纳米颗粒（AgNPs）充当催化剂。在这个过程中，AgNP充当自推进粒子，不断沿着其轨迹去除硅。高分辨率X射线成像和电子断层扫描揭示了由此产生的大开口孔隙率和内表面，用于高性能能量存储、收集和转换或片上传感器和执行器的潜在应用。最后，分层多孔硅膜可以通过热氧化转化为分层多孔无定形二氧化硅，这种材料由于其多尺度人工血管化而对光流体和（生物）光子应用特别感兴趣。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Sub-kelvin cryogenic wafer probing verified by on-wafer primary Coulomb blockade thermometry
VTT Technical Research Centre of Finland Ltd（芬兰技术研究中心有限公司）；Bluefors Oy（Bluefors有限公司）；AEM Afore Oy（AEM Afore有限公司）；SemiQon Oy（SemiQon有限公司）
针对低温器件表征效率低的问题，本文利用库仑阻塞温度计在300毫米探针台上实现了150毫米晶圆低于700毫开尔文的晶圆级低温表征，验证了亚开尔文晶圆测试的可行性，为量子器件高通量筛选开辟了道路。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall
Wafer-scale graphene field-effect transistor biosensor arrays with monolithic CMOS readout
VTT Technical Research Centre of Finland Ltd（芬兰技术研究中心有限公司）；Graphenea Semiconductor SLU（格拉菲尼亚半导体有限责任公司）
本研究开发了晶圆级CMOS集成GFET生物传感器阵列，实现高产率和均匀性，用于多路多分析物检测，提升生物传感的统计性和定量能力。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall
Fabrication of Flexible Oriented Magnetic Thin Films with Large in-plane Uniaxial Anisotropy by Roll-to-roll Nanoimprint Lithography
在这里，我们报告了在柔性衬底上的基于铁纳米带的致密磁性薄膜的晶圆级制造及其磁各向异性特性。我们发现，铁纳米条纹表现出大的面内单轴各向异性和近平方的磁滞回线的能量积（BH）最大超过3 MGOe在室温下。采用卷对卷（R2R）紫外纳米压印技术在70 nm柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）光栅上制备了高密度Fe纳米带。观察到的大的面内单轴各向异性沿纳米条纹的长尺寸归因于形状。温度相关的磁滞测量证实，非相干旋转反转过程驱动的磁化反转。
2015-07-19 cond-mat.mes-hall
Graphene photodetectors with a bandwidth larger than 76 GHz fabricated in a 6 inch wafer process line
近年来，数据流量呈指数级增长，预测表明通信基础设施和服务提供商可以解决巨大的市场。然而，现有技术的加工能力、空间和能源消耗是开发这些市场的严重瓶颈。芯片集成光通信系统有望显著改善与当前技术相关的这些问题。目前，哪种材料最适合超快芯片集成通信系统的问题的答案仍然是开放的。在这篇手稿中，我们报告了带宽超过76 GHz的超快石墨烯光电探测器，非常适合每通道速度超过100 GBit/s的通信链路。我们提取的时间尺度，其中在石墨烯中产生的热辐射光响应的上限值为7.2 ps。光电探测器在半导体中试生产线中的6英寸绝缘体上硅晶片上制造，证明了高性能石墨烯基器件的可扩展制造。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Graphene Nanoribbon Field-Effect Transistors on Wafer-Scale Epitaxial Graphene on SiC substrates
我们报告了在大面积外延石墨烯上实现的~10 nm宽的顶栅石墨烯纳米晶体管场效应晶体管（GNRFFET），其具有~0.14 eV的带隙开口。与先前观察到的GNRs的无序输运和严重的边缘粗糙度效应相反，这里给出的实验结果清楚地表明，在精心制作的GNRFEFET中的输运机制在室温下是常规的带输运，在低温下是带间隧穿。整个空间的温度，尺寸和几何形状依赖的传输特性和静电的GNRFESTs的解释由传统的电子发射和隧穿电流模型。我们结合实验和建模工作证明，精心制作的窄GNRs的行为作为传统的半导体，仍然是电子开关器件的潜在候选人。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall
Cryogenic temperature deposition of high-performance CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions on 300 mm wafers
我们开发了一种用于在300 mm热氧化硅晶片上制备高性能CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结（MTJ）的低温沉积工艺。详细研究了CoFeB薄膜的沉积温度对MTJ的纳米结构、磁性和磁输运性质的影响。当在100 K下沉积CoFeB时，MTJ表现出214 uJ/m2的垂直磁各向异性（PMA）和-45 fJ/Vm的压控磁各向异性（VCMA）系数，与室温沉积CoFeB的情况相比，分别对应于PMA和VCMA的1.4倍和1.7倍增强。MTJ性质的改善不仅仅是由于MTJ膜的形态。界面敏感的磁输运性质表明，界面质量，如在MgO/CoFeB界面的混合和氧化态的低温沉积得到改善。低温溅射沉积有望成为下一代磁阻随机存取存储器的标准制造工艺。
2023-01-12 cond-mat.mes-hall
Graphene FET Process and Analysis Optimization in 200 mm Pilot Line Environment
VTT Technical Research Centre of Finland Ltd（芬兰技术研究中心）；Graphenea S.A.（格拉菲尼亚有限公司）；ASM International（ASM国际）
本研究优化了200毫米晶圆上石墨烯场效应晶体管的制程与分析，实现了高良率和低滞后特性，为2D材料器件工业化应用提供关键支持。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall
High yield, low disorder Si/SiGe heterostructures for spin qubit devices manufactured in a BiCMOS pilot line
该研究在工业标准200毫米BiCMOS中试线上制造Si/SiGe异质结构，通过1.5K磁输运表征验证了二维电子气的高均匀性和低无序度，平均最高迁移率及低渗流载流子密度表明量子阱质量优异，为可扩展自旋量子比特器件提供了可靠平台。
2025-06-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Wafer-scale CMOS-compatible graphene Josephson field-effect transistors
本文提出晶圆级CMOS兼容的石墨烯JoFET制备工艺，实现低接触电阻、顶栅可调临界电流和邻近诱导超导，为石墨烯集成量子电路奠定基础。
2024-05-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Large room-temperature magnetoresistance in lateral organic spin valves fabricated by in-situ shadow evaporation
我们报告的成功制造的横向有机自旋阀的通道长度在子$100\,nm$制度。制造工艺基于在超高真空条件下的原位阴影蒸发，因此在铁磁金属电极和有机半导体之间产生清洁且无氧的界面。自旋阀器件由镍和钴-铁电极以及高迁移率\emph{n}型有机半导体$N,N'$ -双（七氟丁基）- $3,4:9,10$ -二萘嵌苯二酰亚胺组成。我们的研究包括横向自旋阀器件的制造工艺和材料的适用性以及室温下的磁输运测量的基础研究。最好的器件表现出高达$50\,%$的磁阻，这是迄今为止报道的室温下的最大值。
2013-04-24 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
