Micro/nano-particle manipulation and adhesion studies

Journal of Adhesion Science and Technology

Volumn 22, Issue 5-6, 2008, Pages 457-480

  Ding, Weiqiang ^a  

^a Clarkson University   (United States)

Author keywords

Atomic force microscopy; detachment force; nanomanipulation; nanoparticles; particle adhesion; particle detachment; roughness

Indexed keywords

ADHESION MEASUREMENT; ADHESION PROPERTIES; ADHESION STUDIES; AFM; ATOMIC FORCE MICROSCOPE (AFM); CAPILLARY FORCE; DETACHMENT FORCES; ELECTROSTATIC CHARGES; LATERAL PUSH; MEASUREMENT TECHNIQUES; NANOMANIPULATIONS; NON-CONTACT; PARTICLE ADHESION; PARTICLE MANIPULATION; PULL-OFF TESTS; RECENT PROGRESS; SINGLE PARTICLE; VAN DER WAALS;

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CENTRIFUGATION; ELECTRIC FIELDS; ELECTROSTATIC DEVICES; NANOPARTICLES; SUBSTRATES; SURFACE ROUGHNESS; VAN DER WAALS FORCES;

ADHESION;

EID: 77952888063     PISSN: 01694243     EISSN: 15685616     Source Type: Journal    
DOI: 10.1163/156856108X295563     Document Type: Review

References (114)

1. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 1: Detection, Adhesion and Removal. Plenum Press, New York, NY (1988).
2. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 2: Detection, Adhesion and Removal. Plenum Press, New York, NY (1989).
3. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 3: Detection, Adhesion and Removal. Plenum Press, New York, NY (1991).
4. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 4: Detection, Adhesion and Removal. Marcel Dekker, New York, NY (1995).
5. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 5&6: Detection, Adhesion and Removal. VSP, Utrecht (1999).
6. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 7: Detection, Adhesion and Removal. VSP, Utrecht (2002).
7. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 8: Detection, Adhesion and Removal. VSP, Utrecht (2003).
8. K. L. Mittal (Ed.), Particles on Surfaces 9: Detection, Adhesion and Removal. VSP/Brill, Leiden (2006).
9. K. L. Johnson, K. Kendall and A. D. Roberts, Proc. Royal Soc. London Series A 324, 301-313 (1971).
10. B. V. Derjaguin, V. M. Muller and Yu. P. Toporov, J. Colloid Interface Sci. 67, 314-326 (1975).
11. V. M. Muller, V. S. Yushchenco and B. V. Derjaguin, J. Colloid Interface Sci. 77, 91-100 (1980).
12. D. Maugis, J. Colloid Interface Sci. 150, 243-269 (1992).
13. G. Binnig, C. F. Quate and C. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56, 930-933 (1986).
14. P. M. Claesson, T. Ederth, V. Bergeron and M. W. Rutland, Adv. Colloid Interface Sci. 67, 119-183 (1996).
15. L. Segeren, B. Siebum, F. G. Karssenberg, J. W. A. van den Berg and G. J. Vancso, J. Adhesion Sci. Technol. 16, 793-828 (2002).
16. F. L. Leite and P. S. P. Herrmann, J. Adhesion Sci. Technol. 19, 365-405 (2005).
17. H. J. Butt, B. Cappella and M. Kappl, Surface Sci. Reports 59, 1-152 (2005).
18. D. M. Schaefer, A. Patil, R. P. Andres and R. Reifenberger, Appl. Phys. Lett. 63, 1492-1494 (1993).
19. W. Mahoney, D. M. Schaefer, A. Patil, R. P. Andres and R. Reifenberger, Surface Sci. 316, 383-390 (1994).
20. D. M. Schaefer, M. Carpenter, B. Gady, R. Reifenberger, L. P. DeMejo and D. S. Rimai, J. Adhesion Sci. Technol. 9, 1049-1062 (1995).
21. D. M. Schaefer, R. Reifenberger, A. Patil and R. P. Andres, Appl. Phys. Lett. 66, 1012-1014 (1995).
22. B. Gady, D. Schleef, R. Reifenberger, D. S. Rimai and L. P. DeMejo, Phys. Rev. B 53, 8065-8070 (1996).
23. B. Gady, R. Reifenberger, D. S. Rimai and L. P. DeMejo, Langmuir 13, 2533-2537 (1997).
24. B. Gady, R. Reifenberger and D. S. Rimai, J. Appl. Phys. 84, 319-322 (1998).
25. B. Gady, R. Reifenberger, D.M. Schaefer, R. C. Bowen, D. S. Rimai, L. P. DeMejo andW. Vreeland, J. Adhesion 67, 19-36 (1998).
26. B. Gady, D. Schleef, R. Reifenberger and D. S. Rimai, J. Adhesion 67, 291-305 (1998).
27. T. Junno, K. Deppert, L. Montelius and L. Samuelson, Appl. Phys. Lett. 66, 3627-3629 (1995).
28. T. R. Ramachandran, C. Baur, A. Bugacov, A. Madhukar, B. E. Koel, A. Requicha and C. Gazen, Nanotechnology 9, 237-245 (1998).
29. R. Resch, C. Baur, A. Bugacov, B. E. Koel, P. M. Echternach, A. Madhukar, N. Montoya, A. A. G. Requicha and P. Will, J. Phys. Chem. B 103, 3647-3650 (1999).
30. R. Resch, C. Baur, A. Bugacov, B. E. Koel, A. Madhukar, A. A. G. Requicha and P. Will, Langmuir 14, 6613-6616 (1998).
31. R. Resch, A. Bugacov, C. Baur, B. E. Koel, A. Madhukar, A. A. G. Requicha and P. Will, Appl. Phys. A 67, 265-271 (1998).
32. R. Resch, D. Lewis, S. Meltzer, N. Montoya, B. E. Koel, A. Madhukar, A. A. G. Requicha and P. Will, Ultramicroscopy 82, 135-139 (2000).
33. C. Baur, A. Bugacov, B. E. Koel, A. Madhukar, N. Montoya, T. R. Ramachandran, A. A. G. Requicha, R. Resch and P. Will, Nanotechnology 9, 360-364 (1998).
34. M. Martin, L. Roschier, P. Hakonen, U. Parts, M. Paalanen, B. Schleicher and E. I. Kauppinen, Appl. Phys. Lett. 73, 1505-1507 (1998).
35. L. T. Hansen, A. Kuhle, A. H. Sorensen, J. Bohr and P. E. Lindelof, Nanotechnology 9, 337-342 (1998).
36. S. Decossas, F. Mazen, T. Baron, G. Bremond and A. Souifi, Nanotechnology 14, 1272-1278 (2003).
37. Y. R. Ma, Y. Liou and Y. D. Yao, J. Magn. Magn. Mater. 282, 342-345 (2004).
38. M. Sitti and H. Hashimoto, IEEE-ASME Trans. Mechatron. 5, 199-211 (2000).
39. M. Sitti, IEEE-ASME Trans. Mechatron. 9, 343-349 (2004).
40. S. Fahlbusch, S. Mazerolle, J. M. Breguet, A. Steinecker, J. Agnus, R. Perez and J. Michler, J. Mater. Process. Technol. 167, 371-382 (2005).
41. H. T. Miyazaki, Y. Tomizawa, S. Saito, T. Sato and N. Shinya, J. Appl. Phys. 88, 3330-3340 (2000).
42. S. Saito, H. T. Miyazaki, T. Sato and K. Takahashi, J. Appl. Phys. 92, 5140-5149 (2002).
43. T. Kasaya, H. T. Miyazaki, S. Saito, K. Koyano, T. Yamaura and T. Sato, Rev. Sci. Instrum. 75, 2033-2042 (2004).
44. M. M. Blideran, G. Bertsche, W. Henschel and D. P. Kern, Microelectron. Eng. 83, 1382-1385 (2006).
45. M. M. Blideran, M. Fleischer, W. Henschel, D. P. Kern, J. Sterr, K. Schock, S. Kleindiek, M. G. Langer, K. Loffler and F. Grauvogel, J. Vac. Sci. Technol. B 24, 3239-3243 (2006).
46. W. Ding, J. A. Howard, M. D. M. Peri and C. Cetinkaya, Philos. Mag. 87, 5685-5696 (2007).
47. M. Egashira, T. Konno and N. Shinya, J. Intell. Mater. Syst. Struct. 7, 267-271 (1996).
48. K. Takahashi, H. Kajihara, M. Urago, S. Saito, Y. Mochimaru and T. Onzawa, J. Appl. Phys. 90, 432-437 (2001).
49. S. Saito, H. Himeno and K. Takahashi, J. Appl. Phys. 93, 2219-2224 (2003).
50. S. Saito, H. Himeno, K. Takahashi and T. Onzawa, Mater. Sci. Forum 426-432, 2345-2350 (2003).
51. S. Saito, H. Himeno, K. Takahashi and M. Urago, Appl. Phys. Lett. 83, 2076-2078 (2003).
52. K. J. Obata, T. Motokado, S. Saito and K. Takahashi, J. Fluid Mech. 498, 113-121 (2004).
53. F. M. Orr, L. E. Scriven and A. P. Rivas, J. Fluid Mech. 67, 723-742 (1975).
54. S. Saito, T. Motokado, K. J. Obata and K. Takahashi, Appl. Phys. Lett. 87, 234103/1-3 (2005).
55. J. Drelich and K. L. Mittal (Eds), Atomic Force Microscopy in Adhesion Studies. VSP/Brill, Leiden (2005).
56. Y. Gan, Rev. Sci. Instrum. 78, 081101 (2007).
57. H. A. Mizes, J. Adhesion Sci. Technol. 8, 937-951 (1994).
58. W. R. Bowen, N. Hilal, R.W. Lovitt and C. J.Wright, Colloids Surfaces A 157, 117-125 (1999).
59. M. Farshchi-Tabrizi,M. Kappl, Y. J. Cheng, J. Gutmann and H. J. Butt, Langmuir 22, 2171-2184 (2006).
60. H. B. Zhou, M. Gotzinger and W. Peukert, Powder Technol. 135, 82-91 (2003).
61. M. Gotzinger and W. Peukert, Langmuir 20, 5298-5303 (2004).
62. M. George and D. T. Goddard, J. Colloid Interface Sci. 299, 665-672 (2006).
63. S. Yang, H. Zhang and S. M. Hsu, Langmuir 23, 1195-1202 (2007).
64. L. O. Heim, J. Blum, M. Preuss and H. J. Butt, Phys. Rev. Lett. 83, 3328-3331 (1999).
65. S. Ecke and H. J. Butt, J. Colloid Interface Sci. 244, 432-435 (2001).
66. S. Ecke, R. Raiteri, E. Bonaccurso, C. Reiner, H. J. Deiseroth and H. J. Butt, Rev. Sci. Instrum. 72, 4164-4170 (2001).
67. P. E. Sheehan and C. M. Lieber, Science 272, 1158-1161 (1996).
68. R. F. Hariadi, S. C. Langford and J. T. Dickinson, J. Appl. Phys. 86, 4885-4891 (1999).
69. J. T. Dickinson, R. F. Hariadi, L. Scudiero and S. C. Langford, Tribology Lett. 7, 113-119 (1999).
70. J. T. Dickinson, R. F. Hariadi and S. C. Langford, J. Adhesion 74, 373-390 (2000).
71. C. Ritter, M. Heyde, U. D. Schwarz and M. Rademann, Langmuir 18, 7798-7803 (2002).
72. Y. H. Yuan and A. M. Lenhoff, J. Colloid Interface Sci. 267, 352-359 (2003).
73. J. Q. Feng, E. A. Eklund and D. A. Hays, J. Electrost. 40-41, 289-294 (1997).
74. J. Q. Feng and D. A. Hays, IEEE Trans. Ind. Appl. 34, 84-91 (1998).
75. J. Q. Feng and D. A. Hays, J. Imaging Sci. Technol. 44, 19-25 (2000).
76. D. A. Hays, J. Adhesion 51, 41-48 (1995).
77. D. A. Hays, J. Adhesion Sci. Technol. 9, 1063-1073 (1995).
78. D. A. Hays and J. C. Sheflin, J. Electrost. 63, 687-692 (2005).
79. H. Mizes, M. Ott, E. Eklund and D. Hays, Colloids Surfaces A 165, 11-23 (2000).
80. M. Takeuchi, Chem. Eng. Sci. 61, 2279-2289 (2006).
81. D. S. Rimai, D. J. Quesnel and R. Reifenberger, J. Adhesion 74, 283-299 (2000).
82. D. S. Rimai, M. C. Ezenyilimba and D. J. Quesnel, J. Adhesion 81, 245-269 (2005).
83. C. Cetinkaya, R. Vanderwood and M. Rowell, J. Adhesion Sci. Technol. 16, 1201-1214 (2002).
84. T. Hooper and C. Cetinkaya, J. Adhesion Sci. Technol. 17, 763-776 (2003).
85. R. Vanderwood and C. Cetinkaya, J. Adhesion Sci. Technol. 17, 129-147 (2003).
86. C. Cetinkaya and M. D. M. Peri, Nanotechnology 15, 435-440 (2004).
87. V. K. Devarapalli, Y. Li and C. Cetinkaya, J. Adhesion Sci. Technol. 18, 779-794 (2004).
88. I. Varghese and C. Cetinkaya, J. Adhesion Sci. Technol. 18, 795-806 (2004).
89. M. D. M. Peri and C. Cetinkaya, J. Colloid Interface Sci. 288, 432-443 (2005).
90. M. D. M. Peri and C. Cetinkaya, Appl. Phys. Lett. 86, 194103/1-3 (2005).
91. M. D. M. Peri and C. Cetinkaya, Philos. Mag. 85, 1347-1357 (2005).
92. V. K. Devarapalli, M. D. M. Peri and C. Cetinkaya, J. Adhesion Sci. Technol. 20, 233-243 (2006).
93. M. D. M. Peri, I. Varghese, D. Zhou, A. John, C. Li and C. Cetinkaya, Particulate Sci. Technol. 25, 91-106 (2007).
94. M. Eglin, M. A. Eriksson and R. W. Carpick, Appl. Phys. Lett. 88, 091913/1-3 (2006).
95. Y. I. Rabinovich, J. J. Adler, A. Ata, R. K. Singh and B. M. Moudgil, J. Colloid Interface Sci. 232, 10-16 (2000).
96. Y. I. Rabinovich, J. J. Adler, A. Ata, R. K. Singh and B. M. Moudgil, J. Colloid Interface Sci. 232, 17-24 (2000).
97. K. Cooper, N. Ohler, A. Gupta and S. Beaudoin, J. Colloid Interface Sci. 222, 63-74 (2000).
98. K. Cooper, A. Gupta and S. Beaudoin, J. Colloid Interface Sci. 228, 213-219 (2000).
99. K. Cooper, A. Gupta and S. Beaudoin, J. Electrochem. Soc. 148, G662-G667 (2001).
100. K. Cooper, A. Gupta and S. Beaudoin, J. Colloid Interface Sci. 234, 284-292 (2001).
101. E. R. Beach, G. W. Tormoen, J. Drelich and R. Han, J. Colloid Interface Sci. 247, 84-99 (2002).
102. G. W. Tormoen, J. Drelich and J. Nalaskowski, J. Adhesion Sci. Technol. 19, 215-234 (2005).
103. J. Q. Feng and D. A. Hays, Powder Technol. 135, 65-75 (2003).
104. D. S. Rimai, D. J. Quesnel and A. A. Busnaina, Colloids Surfaces A 165, 3-10 (2000).
105. O. H. Pakarinen, A. S. Foster, M. Paajanen, T. Kalinainen, J. Katainen, I. Makkonen, J. Lahtinen and R. M. Nieminen, Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 13, 1175-1186 (2005).
106. D. Y. C. Chan, R. R. Dagastine and L. R. White, J. Colloid Interface Sci. 236, 141-154 (2001).
107. R. R. Dagastine, D. C. Prieve and L. R. White, J. Colloid Interface Sci. 269, 84-96 (2004).
108. M. Fuji, K. Machida, T. Takei, T.Watanabe andM. Chikazawa, Langmuir 15, 4584-4589 (1999).
109. J. Nalaskowski, J. Drelich, J. Hupka and J. D. Miller, Langmuir 19, 5311-5317 (2003).
110. S. Biggs, R. G. Cain, R. R. Dagastine and N. W. Page, J. Adhesion Sci. Technol. 16, 869-885
111. H. J. Butt, J. Colloid Interface Sci. 166, 109-117 (1994).
112. M. Preuss and H. J. Butt, Langmuir 14, 3164-3174 (1998).
113. M. Preuss and H. J. Butt, J. Colloid Interface Sci. 208, 468-477 (1998).
114. P. Mulvaney, J. M. Perera, S. Biggs, F. Grieser and G. W. Stevens, J. Colloid Interface Sci. 183, 614-616 (1996).