The fabrication of nanogap electrodes using nanoskiving

Nano-elektrodes voordelig fabriceren

Parisa Pourhossein Aghbolagh ontwikkelde een simpele, snelle, goedkope en goed controleerbare methode om moleculaire elektroden op nanoschaal te fabriceren.

Doel van het onderzoek was een fabricagemethode om moleculaire tunneling koppelingen te bouwen. ‘We hebben een methode ontwikkeld om elektroden te fabriceren met daartussen een spleet in de range van nanometers, gebruik makend van “nanoskiving”, een vorm van lithografie,’ zegt de onderzoekster. ’Deze nieuwe, krachtige techniek maakt het mogelijk om de beperkingen die er zijn in het veld van de moleculaire elektronica te omzeilen. We kunnen nu elektroden fabriceren waarbij we controle hebben over de grootte van de nanospleet en bovendien kunnen we hele series elektroden produceren.’

Uit het onderzoek blijkt dat de tunneling apparaatjes gefabriceerd kunnen worden met een snelheid van één per seconde, terwijl er tegelijkertijd controle is over alle dimensies van de gefabriceerde elektroden. Met behulp van deze bottom-up benadering zijn zogenaamde SAM-templated addressable nanogap (STAN; SAM = zelf-assemblerende monolagen) elektroden gefabriceerd. De spleetgrootte van sub-3 nanometer wordt bepaald door de moleculen die fungeren als matrijs voor de spleet.

Pourhossein Aghbolagh gebruikte alkaandithiolen als matrijs voor de nanospleet en kan daarom een resolutie halen op het Angströmniveau, de grootte van een C-C binding. Door de hoge aspectratio van de STANs kan ze deze deze direct adresseren en verbinden met sondes voor hun elektrische karakterisatie. ‘Wij geloven dat onze simpele, snelle en goedkope techniek een veelbelovende aanpak is die ons in staat stelt om apparaatjes op aanvraag te fabriceren om de tunnelingstroom te meten van willekeurige moleculen of SAMs.’

Verder kan de constructie van tunneling koppelingen uit willekeurige moleculen bereikt worden door de uitwisseling van dithiolen in de nanospleet met dithiolen in oplossing. Het inbouwen van willekeurige, symmetrische dithiolen in de STANs door middel van uitwisseling voorziet in een hoge doorvoer en generaliseerbare methode die leidt tot een platform voor de meting van moleculen met een verscheidenheid aan elektrodematerialen.

Parisa Pourhossein Aghbolagh voerde haar onderzoek uit aan het Stratingh Institute for Chemistry van de RUG. Zij gaat door met onderzoek als postdoc aan de RUG.