التصور المجهري للنانوغرافينات المسامية التي تم تصنيعها من خلال مزيج من المحلول والكيمياء السطحية

مزيج من الحل والتوليف بمساعدة السطح يفتح اتجاهات جديدة في التوليف الدقيق ذريا للهياكل النانوية. يتيح الفحص المجهري النفقي (STM) المكمل بمجهر القوة الذرية غير الملامس (nc-AFM) توصيفا مفصلا للأجسام النانوية القائمة على الكربون المصممة والمولدة حديثا.

مزيج من الحل والكيمياء على السطح يجلب مواد جديدة قائمة على الكربون في حياتنا. توفر تقنيات التصوير الحديثة مثل المسح المجهري النفقي أو مجهر القوة الذرية نظرة تفصيلية على بنية وتكوين وخصائص المركبات المصممة حديثا والمركبة وصولا إلى ذرات مفردة. ابدأ بشطف البلورة الذهبية الأحادية عن طريق غمرها بالكامل في دورق المختبر المملوء بالأسيتون وقم بتغطية الدورق الزجاجي ب Parafilm.

بعد ذلك ، قم بتنظيف العينة في جهاز الغسيل بالموجات فوق الصوتية لمدة خمس دقائق. قم بتركيب البلورة الأحادية الذهبية على حامل العينة وقم بتهوية قفل الحمل. انقل العينة إلى نظام UHV لتسخينها إلى أعلى من 100 درجة مئوية لعدة ساعات.

قم بتلدين العينة عند 450 درجة مئوية باستخدام السخان المقاوم المركب في غرفة التحضير لمدة 15 دقيقة. التحكم في درجة الحرارة باستخدام النوع المزدوج الحراري K.بعد معايرة البندقية بالفوسفور ، قم بتوجيه العينة وضبط المسافة بين البندقية والعينة في حدود 50 ملم. أثناء التلدين رش العينة مع أيونات الأرجون.

لا تنس إيقاف تشغيل المضخة الأيونية ومضخة التسامي قبل فتح صمام الغاز. قم بإجراء رش العينة باستخدام المسدس الأيوني الموجه بزاوية 45 درجة فيما يتعلق بسطح العينة مع ضبط ضغط الغاز على خمسة في 10 أشعة إلى الطاقة ناقص سبعة ملليبار. بعد الانتهاء من دورات التنظيف ، تحقق من جودة عينة الذهب 111 باستخدام STM.

حرك خلية كنودسن للخلف، وأغلق الصمام بين خلية كنودسن وغرفة التحضير قبل تنفيس خلية كنودسن. املأ بوتقة الكوارتز المخصصة بحوالي ملليغرام واحد من المسحوق الجزيئي وضع البوتقة بشكل صحيح داخل خلية كنودسن. بعد تركيب خلية Knudsen على الصمام في غرفة التحضير ، قم بضخها باستخدام مضخة التفريغ الخارجية.

لا تفتح الصمام بين حجرة التحضير وخلية كنودسن حتى يتم ضخه لأسفل لتجنب تلوث غرفة التحضير. انقل عينة الذهب النظيفة من غرفة المجهر إلى غرفة التحضير. ثم اضبط العينة مباشرة على خط خلية كنودسن واضبط المسافة بين العينة والمبخر لتكون في حدود 50 إلى 100 ملم.

احتفظ بالعينة متجهة بعيدا عن خلية كنودسن لتجنب الترسب غير المنضبط للمادة الجزيئية. قم بتشغيل خلية Knudsen واضبط درجة الحرارة التي تمت معايرتها مسبقا باستخدام توازن دقيق من الكوارتز لتبخر الجزيء. قم بإيداع الجزيئات عن طريق تدوير العينة لمواجهة خلية كنودسن ، واحتفظ بالعينة في هذا الوضع لمدة أربع دقائق.

ثم قم بتدوير العينة بحيث تكون وجهها بعيدا عن خلية كنودسن وأوقف تشغيل خلية كنودسن لإيقاف التبخر. قم بتلدين العينة بالجزيئات عند 320 درجة سلزية لمدة 15 دقيقة ، ثم إلى 370 درجة سلزية لمدة 15 دقيقة. بعد كل خطوة من خطوات التلدين ، قم بقياس العينة بواسطة LTSTM إلى جانب AFM للتحقيق في المرحلة الحالية من التجربة والتحقق من وجود ونوع الكائنات المتولدة.

عند إيقاف تشغيل القفل ، اقترب من سطح العينة باستخدام طرف STM. أولا ، قم بتنفيذ نهج الدورة التدريبية باستخدام محرك الأقراص Z. أثناء الاقتراب ، راقب طرف STM وصورته المتطابقة باستخدام الكاميرا.

مزيد من الاقتراب من العينة في مسافة النفق باستخدام برنامج المجهر. ثم اسحب الطرف خطوتين إلى ثلاث خطوات من السطح. قم بتشغيل القفل ، وقم بتعيين معلمات القفل مثل التردد والسعة وثابت الوقت.

مراقبة إشارة تكنولوجيا المعلومات. عن طريق تغيير مرحلة مضخم القفل ، قلل إشارة تكنولوجيا المعلومات حول الصفر. نهج السطح.

ثم قم بمعايرة DIDV على سطح ذهبي نظيف 111 من خلال البحث عن موضع وشكل حالة سطح Shockley. لتعيين DIDV ، قم بتعيين القيمة المنخفضة لسرعة المسح. بعد تبريد العينة في المجهر ، افتح الصمام لمدة 1.5 دقيقة واضبط ضغط أول أكسيد الكربون على خمسة في 10 مرفوعا إلى الطاقة ناقص ثمانية ملليبار.

تحقق من العينة تحت STM. عندما يكون الطرف معدنيا ، تظهر جزيئات أول أكسيد الكربون الموجودة على سطح الذهب تباينا محددا. لالتقاط جزيء واحد ، ضع الطرف فوق جزيء أول أكسيد الكربون واسحب الطرف بمقدار 0.3 نانومتر على الأقل.

ارفع الجهد إلى ثلاثة فولت قبل إعادة الطرف إلى الوضع المحدد مسبقا. يشير التغيير المفاجئ في قيمة I إلى عملية معالجة التقاط أول أكسيد الكربون. تحقق مما إذا كان تباين STM لجزيء ثاني أكسيد الكربون قد تغير.

تظهر الصورة المظهر النموذجي المسجل عند 0.5 فولت و 15 بيكوأمبير. بعد إجراء فحص STM ، اختر الجزيء الفردي المنفصل لقياسات NC-AFM. أوجد مستوى Z مناسبا موازيا لمستوى الجزيء.

اسحب الطرف من السطح بحوالي 0.7 نانومتر ، وقم بإيقاف تشغيل حلقة STM. المجهر جاهز لبدء قياسات NC-AFM. يتم تحقيق الخطوة الأولى من إزالة الهيدروجين الحلقي عن طريق تلدين السلائف الجزيئية عند 320 درجة مئوية ، مما ينتج عنه مراوح جزيئية معزولة.

يمكن الاستدلال على التشكل غير المستوي للجزيئات من مظهرها STM بثلاثة فصوص ساطعة يمكن تمييزها. ينتج عن نزع الهيدروجين الحلقي النهائي مسام الأنيلين ، ويتم تحقيقه عندما يتم تسخين العينة حتى 370 درجة مئوية ، مما ينتج عنه خليط جزيئي مع كيانات مفردة تحتوي على واحد أو اثنين أو ثلاثة مسام مدمجة. يتم الحصول على التوصيف الهيكلي التفصيلي عن طريق قياسات NC-AFM التي تم حلها بالروابط ، والتي تعرض وجود نانوغرافين مسامي مثلثي.

تقع حلقة الفينيل المركزية بالقرب من سطح الذهب. يشير ظهور النانوجرافين إلى أن الهيكل يعتمد شكلا غير مستو ، بسبب التفاعلات الستيرية بين ذرات الهيدروجين داخل مسام الأنيلين. توفر نقطة واحدة STS ورسم خرائط STS المكانية نظرة ثاقبة غير مسبوقة في خصائص الأجسام النانوية ذات الدقة الجزيئية الفرعية.

يمكن ربط الرنين المسجل عند سالب 1.06 فولت بأعلى مدار جزيئي مشغول ، في حين أن الرنين المكتسب عند 1.61 فولت يهيمن عليه أدنى مدار جزيئي غير مأهول. يمهد التوليف على السطح الطريق لأنظمتنا منخفضة الأبعاد تشريحيا ، مثل الجزيئات النانومترية ، وروابط أنيلين الجرافين ، ومتآصلات الكربون الجديدة. كما أنه يلهم تطوير المغناطيسية القائمة على الكربون أو الأجهزة الوظيفية الجديدة.