Laboratory technology of micromanipulation using micropincers with shape memory effect to create suspended microstructures based on whiskers of functional materials

Romanov, S. R.; Koledov, V. V.; Nikitin, M. V.; Orlov, A. P.; Pokrovsky, V. Ya.; Shelyakov, A. V.; Khachatryan, D. A.; Kletsov, A. V.; Pogorelov, A. K.

doi:10.30898/1684-1719.2026.7.11

S.R. Romanov¹, V.V. Koledov¹, M.V. Nikitin¹, A.P. Orlov¹, V.Y. Pokrovsky¹, A.V. Shelyakov², D.A. Khachatryan², A.V. Kletsov², A.K. Pogorelov²

Abstract

A technology for manipulating whisker-like single crystals (whiskers) of quasi-one-dimensional charge-density-wave (Q1D CDW) semiconductors was developed for the fabrication of suspended structures. A current-controlled microgripper based on shape memory alloy (SMA) composite ribbons was created. A technique for capturing and fixing whiskers using a micromanipulator and a tungsten probe was developed, together with a method for contact formation employing a mask transferred by the microgripper followed by metal deposition. Resonant modes of high-frequency electromechanical oscillations in a suspended TaS₃ whisker were detected and investigated using the heterodyne method.

micromanipulation
Microgripper
quasi-one-dimensional semiconductor
shape memory alloy
Charge-density waves
electromechanical oscillations

Аннотация (на русском)

Лабораторная технология микроманипулирования с использованием микропинцета с эффектом памяти формы для создания подвешенных микроструктур на основе вискеров функциональных материалов

Разработана технология манипулирования нитевидными монокристаллами (вискерами) квазиодномерных полупроводников с волной зарядовой плотности (КОП с ВЗП) для создания подвешенных образцов. Создан управляемый током микропинцет на основе композитных лент с эффектом памяти формы (ЭПФ). Разработана методика захвата и фиксации вискеров с помощью микроманипулятора и вольфрамовой иглы, а также метод формирования контактов с использованием переносимой микропинцетом «маски» и последующего напыления металла. На изготовленном подвешенном образце методом гетеродинирования обнаружены и исследованы резонансные моды высокочастотных электромеханических колебаний вискера TaS₃.

For citation

Romanov S.R., Koledov V.V., Nikitin M.V., Orlov A.P., Pokrovsky V.Y., Shelyakov A.V., Khachatryan D.A., Kletsov A.V., Pogorelov A.K. Laboratory technology of micromanipulation using micropincers with shape memory effect to create suspended microstructures based on whiskers of functional materials // Journal of Radio Electronics. – 2026. – No. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.7.11

References

Покровский В. Я., Зыбцев С. Г., Никитин М. В. и др. Высокочастотные, квантовые и электромеханические эффекты в квазиодномерных кристаллах с волной зарядовой плотности // Успехи физических наук. - 2013. - Т. 183. - №. 1. - С. 33-54.
Bellino M. G., Calvo E. J., Gordillo G. J. Nanowire manipulation on surfaces through electrostatic self-assembly and magnetic interactions // Physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters. - 2009. - Т. 3. - №. 1. - С. 1-3.
Llerena Zambrano B. et al. Magnetic manipulation of nanowires for engineered stretchable electronics // ACS Nano. - 2021. - Т. 16. - №. 1. - С. 837-846.
Fan D. L. et al. Electric tweezers // Nano Today. - 2011. - Т. 6. - №. 4. - С. 339-354.
Никитин А. В., Фролов А. В., Орлов А. П. и др. Воздействие одноосного растяжения на нелинейную проводимость и структурная перестройка волны зарядовой плотности в TaS₃ ниже азотной температуры // Радиотехника и электроника. - 2020. - Т. 65. - №. 10. - С. 1001-1007.
Pokrovskii V. Y., Nikitin M. V., Zybtsev S. G. Self-detection of mechanical oscillations of charge-density wave conductors // Physica B: Condensed Matter. - 2015. - Т. 460. - С. 39-44.
Thorne R. E., Lyons W. G., Lyding J. W., Tucker J. R. Charge-density-wave transport in quasi-one-dimensional conductors. I. Current oscillations // Physical Review B. - 1987. - Т. 35. - №. 12. - С. 6348.
Pokrovskii V. Y., Zybtsev S. G., Gorlova I. G. Torsional strain of TaS₃ whiskers on the charge-density wave depinning // Physical Review Letters. - 2007. - Т. 98. - №. 20. - С. 206404.
Иржак А. В., Захаров Д. И., Калашников В. С. и др. Актюаторы на основе композитного материала с эффектом памяти формы // Радиотехника и электроника. - 2010. - Т. 55. - №. 7. - С. 874-886.