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Chemistry

Herstellung und Charakterisierung von C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Published: May 15, 2018 doi: 10.3791/57257

Summary

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Herstellung von C60/graphene Hybrid Nanostrukturen durch physische thermische Verdampfung. Insbesondere die ordnungsgemäße Manipulation der Ablagerung und Glühen Bedingungen ermöglichen die Kontrolle über die Erstellung von 1D und quasi 1 C60 Strukturen zu wellige Graphen.

Abstract

Physische thermischer Abscheidung in einer hohen Vakuumumgebung ist eine saubere und kontrollierbaren Methode für die Herstellung von neuartigen Molekulare Nanostrukturen auf Graphen. Wir präsentieren Ihnen Methoden zur Hinterlegung und passiv Manipulation C60 Moleküle zu wellige Graphen, die das Streben nach Verwirklichung Anwendungen, bei denen 1 D C60/graphene Hybrid-Strukturen voraus. Die Methoden in dieser Ausstellung sind hochvakuumanlagen mit lebensmittelnahen Bereich unterstützen Molekulare Ablagerung sowie thermische Glühen der Proben ausgerichtet. Wir konzentrieren uns auf C60 Abscheidung bei niedrigem Druck mit einer hausgemachten Knudsen-Zelle an ein scanning tunneling Mikroskopie (STM)-System angeschlossen. Die Anzahl der Moleküle hinterlegt wird durch die Kontrolle der Temperatur der Knudsen-Zelle und die Ablagerung Zeit geregelt. Eindimensionale (1D) C-60 -Chain-Strukturen mit einer Breite von zwei bis drei Moleküle können über tuning von den experimentellen Bedingungen vorbereitet werden. Die Oberfläche Mobilität der C60 Moleküle steigt mit Anlasstemperatur innerhalb der periodischen Potential der wellige Graphen bewegen. Mit diesem Mechanismus ist es möglich, den Übergang von 1 D C-60 -Chain-Strukturen auf einem sechseckigen enger gepackten quasi - 1D Streifenstruktur zu steuern.

Introduction

Dieses Protokoll beschreibt, wie zu hinterlegen und C60 Moleküle zu Graphen zu manipulieren, so dass 1D und quasi - 1 D-C-60 -Chain-Strukturen realisiert werden können. Die Techniken in diesem Experiment wurden entwickelt, um die Notwendigkeit, führen adsorbate in wünschenswert Konfigurationen ohne auf manuelle Manipulation angewiesen, die langsam und können große Anstrengungen erfordern. Die hier beschriebenen Verfahren setzen auf den Einsatz von Hoch-Vakuum-System mit einem Probe-Vorbereitungsbereich unterstützen Molekulare Ablagerung und thermische Glühen der Proben. STM wird verwendet, um die Proben zu charakterisieren, aber andere Molekulare Techniken angewandt werden.

Die thermische Verdampfung von Molekülen innerhalb einer Knudsen-Zelle ist eine effiziente und saubere Möglichkeit, Dünnschichten vorzubereiten. In diesem Protokoll dient eine Knudsen-Zelle C60 Moleküle auf einem Graphen-Substrat zu verdampfen. Diese Knudsen-Zelle-Verdampfer besteht hauptsächlich aus einem Quarzrohr, eine Heizung Heizfaden, Thermoelement Drähte und Durchführungen1,2,3. Das Quarzrohr wird verwendet, um die Moleküle aufnehmen, die Wolfram Glühfaden heizt die Moleküle in der Quarz durch Rohr angewendet aktuelle und Thermoelement-Drähte werden verwendet, um die Temperatur zu messen. In den Experimenten wird die Abscheiderate durch tuning die Temperatur-Quelle in der Knudsen-Zelle gesteuert. Thermoelement-Drähte hängen an der Außenwand der Quarzrohr und daher in der Regel Messen eine Temperatur der Außenwand, die etwas anders als die Temperatur im Inneren der Zelle befindet sich die molekulare Ursache. Um die genaue Temperatur in das Quarzrohr zu erhalten, wir durchgeführt Kalibrierung mit zwei Thermoelement-Setups, um Temperaturen innerhalb und außerhalb der Röhre zu messen und die Temperaturdifferenz aufgezeichnet. Auf diese Weise können wir die Temperatur der Quelle während der molekularen Verdunstung Experimente mit Thermoelement Kabel nach außen das Quarzrohr genauer steuern. Denn eine kleine Menge der sublimierte Moleküle in einer gasförmigen Phase bei einem geringeren Druck, werden wenn die Moleküle verdunstet sind, gibt es in der Regel einen damit verbundenen Druckänderung. Daher überwachen wir die Änderung des Drucks in der Last-Sperre sorgfältig.

Dieser Verdampfer kann verwendet werden, zu verschiedenen Molekül Quellen wie Bor Subphthalocyanine Chlorid, Ga, Al und Hg4,5,6,7,8, C60, C70hinterlegen. Verglichen mit anderen Dünnschicht Präparationstechniken, ist zum Beispiel Spin casting9,10,11, die thermische Verdampfung im Hochvakuum viel sauberer und vielseitig da gibt es keine Lösungsmittel benötigt für die Ablagerung. Darüber hinaus verbessert die Entgasung Prozess vor der Ablagerung die Reinheit der Quelle, Beseitigung von möglichen Verunreinigungen.

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Protocol

1. Vorbereitung der hausgemachten Knudsen-Zelle

  1. Knudsen-Zelle Bauteile vorbereiten
    1. Kauf einer CF angeflanscht Basis macht Durchführung (2,75" CF, Edelstahl 4-polig). Bohren Sie zwei Gewindebohrungen durch die Durchführung an den Kreuz zwischen einem 1,30" Durchmesserlinie und sein Umfang.
    2. Bereiten Sie ein Glasrohr (0,315" Außendurchmesser (OD), 2,50" Länge).
    3. Mit 0,005" dicke dünne Kupferblech (99,9 %) kaufen. Schneiden Sie ein Blatt auf die Abmessungen des 7.5" L x 5.0" W mit einem Paar der Schere, dann locken zu einem hohlen Columniform Schild mit einem Durchmesser von 1,45" von hand (Abb. 1a).
    4. Bereiten Sie Typ K Thermoelement (Chromel/Alumel) mit einem Durchmesser von 0,005 vor "durch eine 3" Länge für die Chromel und Alumel Drähte schneiden. Schälen Sie die Isolator-Schichten etwa 0,5" in der Länge von beiden Enden der beiden Drähte.
    5. Schneiden Sie eine 0,01" Durchmesser wolframdraht (99,95 %) auf eine Länge von ca. 60". Spule es in eine Feder-Form mit einem Durchmesser 0,315" durch das Einwickeln von eng es um einen Stab mit einem vergleichbaren Durchmesser des Glasrohrs.
    6. Ein keramisches Stück zu kaufen. Bereiten Sie geeignete quaderförmige Einteiler mit einem Loch in der Mitte, die die Dimension des Glases (5 in Abb. 1 b) passt.
    7. Geschnitten Sie 2 standard Stahl Gewinde 0,10" Durchmesser Stangen bis zu einer Länge von 7" durch Streifenbildung und Sägen mit einer Drehmaschine.
    8. Geschnitten Sie einen weiche, 0,01" Durchmesser Kupfer Draht auf eine ungefähre 30" Länge mit einer Schere.
    9. Bereiten Sie 4 Kupfer Hohlwellen mit einem 0,094" OD Durchmesser durch drei Ruten 2" Länge zu einer Rute zu einer 4" Länge mit einem Seitenschneider abschneiden.
  2. Montieren Sie diese Stücke in der Knudsen-Zelle
    1. Reinigen Sie alle Teile, die in Schritt 1.1 mit Ultraschallreinigung bei 42 kHz in Aceton für 30 min erwähnt.
    2. 2 standard Stahl Gewindestangen in die gebohrten Löcher in der CF-Flansch der Macht Durchführung zu montieren.
      Hinweis: Die Löcher sind Gewinde (7 in Abb. 1 b).
    3. Montieren Sie unten die Hälfte der 4 Kupfer Hohlwellen im oberen Teil der 4 Pins der CF angeflanscht macht Durchführung durch Einfügen der Pin in Kupfer Hohlwellen und befestigen Sie diese mit einem Seitenschneider (6 in Abbildung 1 b).
    4. Montieren der keramischen Stück an der Position des 2,5" von der Unterseite der Gewindestangen mit weichen Kupferdraht.
      Hinweis: Dieses Stück wird im folgenden Schritt (5 in Abb. 1 b) das Glasrohr unterstützen.
    5. Schieben Sie das Glasrohr in den gekräuselten Wolfram Frühling. Drücken Sie die Unterseite des Glasrohrs in das Loch des keramischen Stück. Verwenden Sie weiche Kupferdraht, um das obere Ende des Glasrohrs am oberen Ende der Gewindestangen (3 und 4 in Abbildung 1 b) zu halten.
    6. Fassen Sie das obere Ende der Feder in der längeren Gießwalzdraht, definiert als A. fassen Sie das untere Ende der Feder in einer der kürzeren Kupfer Stangen, definiert als B (A und B in Abbildung 1 b).
    7. Drehen Sie eine geschälte Ende der Chromel und Alumel Drähte zusammen (2 in Abb. 1 b).
    8. Positionieren Sie das verdrehte gemeinsamen Ende, so dass er genau die Außen unten des Glasrohrs berührt. Mit Hilfe der keramischen Stück zu immobilisieren.
    9. Griff, geschälte Ende der Chromel Draht in einer der linken 2 kürzere Kupfer Stangen, definiert als C. Griff das andere geschälte Ende des Drahtes Alumel in der linken kürzere Gießwalzdraht, definiert als D (C und D in Bild 1 b).
    10. Die CF angeflanscht macht Durchführung (Abbildung 1a) die gekräuselte Kupfer hohlen Columniform Schild aufgesetzt.

2. bereiten Sie die C-60 -Quelle in der hausgemachten Knudsen-Zelle

  1. Laden Sie die C-60 -Quelle in der hausgemachten Knudsen-Zelle.
    1. Laden Sie etwa 50 mg C-60 -Pulver (99,5 % Reinheit) in das Glasrohr der hausgemachten Knudsen-Zelle.
      Hinweis: Präzision über 1 mg der Masse des Pulvers ist nicht erforderlich.
    2. Montieren Sie die Knudsen-Zelle wieder auf einem Zweig der Last Sperre.
  2. Pumpen Sie die Last-Sperre.
    1. Schalten Sie die Pumpe für die Last-Sperre. Zuerst schalten Sie das Wasserventil für die Kühlung der Turbopumpe, dann schalten Sie den Lüfter die mechanische Pumpe abkühlen lassen. Dann schalten Sie die mechanische Pumpe und schließlich auf die Turbopumpe.
    2. Überprüfen Sie den Druck in der Schleuse Last und warten Sie ca. 10 h.
      Hinweis: Der Druck am Auslass der Turbopumpe sollte 6.0 x 10-2 Mbar.
    3. Schalten Sie die Ion Gauge in der Last-Sperre auf einen niedrigeren Druck (in der Regel unter 10-6 Mbar) montiert.
    4. Überprüfen Sie den Druck in der Schleuse Last: der Druck sollte im Bereich von 10-8 Mbar nach 10 h zu Pumpen.
  3. Tempern der C-60 -Quelle in der hausgemachten Knudsen-Zelle.
    1. Der C-60 -Quelle in der hausgemachten Knudsen-Zelle allmählich Tempern (1,5 ° C/min) bei 250 ° C für 2 h zur Entgasung durch Anschluss an eine Stromversorgung liefern auf zwei Pins des CF angeflanscht macht Durchführung, die bis zum Frühjahr Krause Wolfram verbunden sind.
    2. Die Anlasstemperatur bis 300 ° C, was über die Ablagerung Temperatur (270 ° C) zu erhöhen.
    3. Tempern Sie bei 300 ° C 0,5 h für weitere Entgasung.
    4. Verringern Sie die Temperatur auf 270 ° C zur Abscheidung.

3. bereiten Sie atomar sauber Graphen in der UHV-Kammer

  1. Übertragen Sie die Graphen (auf Kupferfolie) aus dem Speicher Probenkarussell glühen Platte in der Kammer Ultrahoch-Vakuum-Vorbereitung der STM-System (ein besonderer Ort für die Vorbereitung und Glühen eine Probe im Ultra-Hochvakuum).
  2. Tempern von Graphen Substrat an einem Basisdruck von niedrigen 10-10 Mbar in der Vorbereitung Kammer durch die schrittweise Erhöhung der Temperatur bis 400 ° C.
  3. Warten Sie, bis 12 h, verbleibende Verunreinigungen auf der Oberfläche des Graphen zu entfernen.
  4. Die Anlasstemperatur für Graphen Substrat langsam auf Raumtemperatur zu verringern.

4. Einzahlung der C 60 auf Graphen Substrat mit der hausgemachten Knudsen-Zelle in Load Lock

  1. Übertragen Sie das Graphen-Substrat mit dem Load-Lock.
    1. Ordnen Sie die Platte in der Vorbereitung-Kammer in der Übertragung von Position. Übertragen Sie atomar sauber Graphen auf die Last-Sperre für Ablagerung C60, nachdem die atomar sauber Graphen und C-60 -Quelle bereit.
    2. Öffnen Sie das Ventil zwischen der Last-Sperre und die Vorbereitung-Kammer.
    3. Übertragen Sie das Graphen-Substrat aus der Platte in der Vorbereitung auf die Last-Sperre mit dem Loadout-tool
    4. Die Graphen Substrat Gesicht nach unten (C60 stammt aus der Quelle unten).
  2. C60 auf das Graphen-Substrat zu hinterlegen.
    Hinweis: C60 Moleküle übertragen aus der hausgemachten Knudsen-Zelle zum Graphen Substrat bei 270 ° C.
    1. 1 min. mit einer Abscheiderate von 0,9 Monolage/min warten.
    2. Übertragen Sie C60/graphene Probe zurück auf die Vorbereitung Kammer.

5. bereiten Sie die C 60 /Graphene Probe in STM Main Kammer gemessen werden

  1. Tempern der C60/graphene Probe auf 150 ° C mit einer Rate von 3,1 ° C/min für 2 h in der Kammer Ultrahoch-Vakuum-Vorbereitung.
  2. Scannen Sie die C60/graphene Probe mit STM in der STM Hauptkammer.
  3. Tempern der C60/graphene Probe auf 210 ° C mit einer Rate von 3,1 ° C/min für 2 h.
  4. Scannen Sie die C60/graphene Probe mit STM.

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Representative Results

Nach Verdunstung ist die Graphen mit neu hinterlegten C60 bei 150 ° C für 2 h geglüht. Das groß angelegte STM-Bild in Abbildung 2a zeigt eine charakteristische quasi - 1D C60 Kettenstruktur nach diesem anfänglichen glühprozess gefunden. Ein genauerer Betrachtung in Abbildung 2 b zeigt detaillierte Informationen dieser 1D Struktur, in der jeder helle sphärische Vorsprung ein Molekül der C-60 darstellt. In der Regel treten die 1D Ketten wie Bimolekulare und trimolecular C60 Ketten mit einem Durchschnitt C60- C60 Abstand von 1,00 ± 0,01 nm, darauf hinweist, dass die C60 Moleküle in einem sechseckigen arrangieren verpackten Weise schließen. Die Linienform in Abbildung 2 c entspricht die grüne gestrichelte Linie in Abbildung 2 b zeigt klare Trennung zwischen den C-60 -Ketten, wo die zweite und die dritte Gipfel im Profil nächste Nachbar Moleküle auf benachbarten Ketten sind. Nach Beobachtungen gibt es die Ketten ausschließlich als Bimolekulare oder trimolecular Reihen mit den Bimolekulare Ketten doppelt so häufig wie die trimolecular Ketten auftreten. Wie in die hochauflösenden Bilder STM feststellte, sind die Ketten gut in 3-2-2 oder 2-3-2 Weise angeordnet. Es kann auftreten, einigen Kreuzungen innerhalb einer Kette, wo ein trimolecular Segment auf eine Bimolekulare Anordnung oder umgekehrt springen kann.

Das Wachstum der quasi - 1D C60 Ketten wird induziert durch den unteren Graphen Substrat. Das hochauflösende STM-Bild des Substrats atomar sauber Graphen (Abbildung 1 c) zeigt eine wellige Struktur. Diese klar definierte lineare periodische Modulation bewirkt, dass C60 Moleküle, die quasi - 1D-Ketten zu bilden. Die Probe wird anschließend bei 210 ° C 2 h geglüht, um thermische Einflüsse auf die C60/graphene 1D Nanostrukturen untersuchen. Glühen bei einer höheren Temperatur erhöht die Oberfläche Mobilität der C60 Moleküle, so dass sie in einem kompakteren selbst-zusammenbauen verpackt sechseckige schließen quasi - 1D Streifenstruktur, wie in Abbildung 3agezeigt. Diese Strukturen in der gleichen Richtung wie die C60 Ketten orientieren und sind mit einer Breite zwischen 3 und 8 Moleküle pro Streifen, beobachtet, wie in Abbildung 3 bgezeigt. Die am häufigsten verwendeten Streifen haben eine Breite von sechs C60 Zeilen, vorkommenden 45 % der Zeit, während 5-reihig Streifen die zweite am ehesten Streifenstruktur sind. In dieser Struktur gibt es keine Leerzeichen getrennt benachbarten Streifen. Ein offensichtlicher Unterschied von der sanft geglühten C60 Kettenstruktur ist, dass die Streifen nicht auf eine einzelne flache Terrasse, sondern auf gestaffelten schmalen Terrassen als fast gerade und parallel Stufenkanten (Abb. 3 b, c) angezeigt gebildet werden. Die zwei Reihen an der Grenze jeder Schritt Kante, eine auf der oberen Terrasse und eine auf der unteren Terrasse übernehmen eine dichtere Anordnung zueinander, haben nur eine seitliche Inter Reihenabstand von 0,75 ± 0,01 nm. Diese Anordnung bietet vermutlich die zugrunde liegenden Terrassen, die nach der höheren Temperatur glühen gebildet. Auf der Terrasse pflegen die C60 Moleküle noch eine Muster dicht an dicht mit dem gleichen intermolekulare Abstände Merkmal C60- C60. Die C60 Schritt Rand auf der oberen Terrasse Zeile auf rund 0,5 Å höher als die anderen C60 Zeilen auf der gleichen Terrasse; Dies ist wahrscheinlich auf verschiedenen lokalen elektronischen Umgebungen wie in Abbildung 3 b, cgezeigt. Ähnlich wie bei den vorherigen Kettenstruktur, gibt es Kreuzungen für benachbarte Streifen. Um diese zwei unterschiedlichen Strukturen systematisch zu vergleichen, verwenden wir 3D Modelle um zu illustrieren. Abbildung 4a c ist die oberen und seitlichen Blick auf das schematische Modell für die C-60 -Ketten bzw. C60 Moleküle (dunkle grüne Kugeln) mit Wabenstruktur des Graphen Substrat (kleine blaue Kugeln). Hier ist die Einheit der Kettenstruktur definiert eine Bimolekulare Zelle (Kette plus einem interchain Abstand) sowie eine angrenzende trimolecular Zelle. Das 3D-Modell zeigt deutlich die Größe einer Einheit als 5,08 ± 0,02 nm. Der größere Abstand Abstand (1,23 nm) zwischen benachbarten Ketten ist in Abbildung 4a, cbeschriftet. Abbildung 4 b,d zeigt die schematische 3D-Modell des 6-reihig Streifenstruktur. Die schmaleren Inter Reihenabstand zwischen zwei benachbarten C60 Streifen ist 0,75 nm wie in Abbildung 4 b, beschriftet die ist kleiner als die typische sechseckige enger gepackten Struktur. Diese typischen 6-reihig Streifen haben eine seitliche Periodizität von 5,08 ± 0,02 nm, der seitliche Abstand von der Größe der Kette Struktur12fast genau gleich.

Figure 1
Abbildung 1 . Hausgemachte Knudsen-Zelle und atomar aufgelöste STM-Bild des Graphen Substrat. (ein) die hausgemachte Knudsen Zelle mit der Kupfer-Shell. (b) die detaillierte Struktur der hausgemachten Knudsen-Zelle zeigt die wichtigsten Komponenten in der Kupfer-Schale. 1 ist CF-Flansch, 2Ist Thermoelement Draht, 3 ist W Heizung Heizfaden, 4 ist Glasrohr, 5 ist keramisches Stück, 6 ist Kupfer Hohlwellen (A, B, C, D), 7 ist tragstangen, 8 ist die Durchführung. (c) gelöst atomar STM topographische Bild einer sauberen Graphen Oberfläche12. Abbildung 1 c wurde von12geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2 . STM-Bilder von C60 Ketten nach Glühen bei 150 ° c (ein) C60 bildet wohlgeordneten 1D Ketten zu Graphen über Skalen viel größer als eine einzelne Kette (Vs = 2,255 V, ich = 0.300 nA). (b) molekularer Auflösung STM Bild C60 Nanostrukturen zeigt das Auftreten von nur Bimolekulare oder trimolecular Ketten. INTERMOLEKULARE Abstände innerhalb einer Kette ist 1,0 nm, während der Abstand zwischen den Mittelpunkten der angrenzenden C60 Zeilen benachbarten Ketten 1.23 ist nm, die viel größer ist als die Inter Reihenabstand von 0,87 nm in der Nähe verpackt C60 Struktur (ich = 0.500 nA, Vs = 1,950 V). (c) eine Linienprofil zeigt die intermolekulare Abstand und die Lücke zwischen benachbarten Ketten entlang der grünen gestrichelten Linie (b)12. Diese Zahl wurde von12geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3 . Selbstgebaute quasi sechseckige schließen verpackt 1 D C60 Streifenstruktur zu Graphen nach der Erhöhung der Anlasstemperatur bis 210 ° c (ein) STM Bild zeigt quasi-hexagonal dicht verpackt C60 1D Streifen entlang der gleichen Achse orientiert (ich = 0.200 nA, Vs = 2.200 V). (b) High-Resolution-STM-Bild der C60 1D Streifen (ich = 0.200 nA, Vs = 2.400 V). (c) A-Linienform zeigt die sechseckige schließen verpackte C60 1D Streifen auf zwei Terrassen entlang der grünen gestrichelten Linie (b)12. Diese Zahl wurde von12geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4 . Schematische Modelle. Schaltplan-Modelle für beide C-60 -Ketten und Darstellung der Graphen als die kleineren, zugrunde liegenden blauen Kugeln und die C-60 -Moleküle als dunkelgrünen Streifen, raumfüllende Sphären. (eine, c) Oberen und seitlichen Blick auf Bimolekulare und trimolecular C60 Ketten zu Graphen. (b, d) Oberen und seitlichen Blick auf die typische C60 Streifen mit 6-reihig Breite12. Diese Zahl wurde von12geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

In diesem Protokoll beschriebenen Techniken eignen sich für thermische Ablagerung von organischen Stoffen und anderen Materialien hoher Dampfdruck. Diese Techniken können mit Ultrahoch-Vakuum-Systeme integriert werden, die Vorbereitung Probeflächen unterstützen Molekulare Verdunstung sowie thermische glühen. Für dieses spezifische Experiment soll C60 Moleküle auf Graphen Substrat und Studie zu hinterlegen die Selbstmontage der C60 und die thermische Wirkung.

Der Vorteil der Methode ist, dass es eine super saubere Probe im Vergleich zu anderen Dünnschicht Zubereitungsmethoden, wie spin-Beschichtung bietet. Verglichen mit komplexer Technologien wie chemical Vapor Deposition (CVD) ist dieses physische thermische Verdampfung viel einfacher zu realisieren und fit für stabile Atome und Moleküle Ablagerung. Atomarer und molekularer Auflösung sind erforderlich, um die C60/graphene Hybrid Nanostructures zu beobachten. In dieser Ausstellung wird STM. Es ist wichtig, die Reinheit des Substrats und C-60 -Quelle im ganzen Ablagerung durch Entgasung und Glühen vor der Zeit und Pflege ein hohes Vakuum während des Prozesses zu halten. Richtige Post-Abscheidung glühen ist entscheidend für die 1D und quasi - 1D Nanostrukturen zu erhalten, wie diese Technik die Variable Art der C60 Oberfläche Mobilität unter verschiedenen Temperaturbedingungen nutzt.

STM-Messung zeigt, dass die C60/graphene Probe von der physikalischen thermische Abscheidungsverfahren synthetisiert atomar sauber ist. Der Raum im Schloss laden soll sehr begrenzt, um ein Ultrahochvakuum in relativ kurzer Zeit zu erreichen sein. Die Molekül-Abscheidung muss in einem kleinen Raum abgeschlossen werden, dass eine hausgemachte Knudsen-Zelle notwendig wird. Der hausgemachte Knudsen Zelle Verdampfer wird in der Schleusenkammer Last montiert und kann separat gebacken werden, das ist auch hilfreich für das Ändern der Moleküle oder Nachfüllen der Verdampfer12. Die höchste Temperatur der Ablagerung für diese hausgemachten Knudsen-Zelle ist 450 ° C CF angeflanscht macht Durchführung bestimmt. Es ist wichtig zu entgasen der C-60 -Quelle in der hausgemachten Knudsen-Zelle bei 300 ° C garantieren die Reinheit der C60 wenn bei 270 ° C. Es ist auch sehr wichtig, das Graphen-Substrat kurz vor der Molekül-Abscheidung Tempern, so dass es in seinem reinsten Zustand zu Beginn der Ablagerung. Ein binäres System kann auch erreicht werden, indem man eine weitere hausgemachte Knudsen Zelle Verdampfer auf der gegenüberliegenden Seite des ersten.

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Disclosures

Wir haben nichts zu veröffentlichen.

Acknowledgments

Diese Arbeit wird von der US Army Research Office unter Grant W911NF-15-1-0414 unterstützt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CF Flanged power feedthrough Kurt J. Lesker EFT0042033
Copper sheets Alfa Aesar 7440-50-8
Thermocouple chromel/alumel wires Omega Engineering ST032034/ST080042
Tungsten wires Alfa Aesar 7440-33-7
Stainless steel rods McMaster-Carr 95412A868
Copper wires McMaster-Carr 8873K28
Hollow copper rods McMaster-Carr 7190K52
C60 MER Corporation MR6LP

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References

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Chemie Ausgabe 135 thermische Verdampfung C60 Nanostrukturen Graphen scanning tunneling Microscopy Hochvakuum
Herstellung und Charakterisierung von C<sub>60</sub>/Graphene Hybrid Nanostructures
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Chen, C., Mills, A., Zheng, H., Li,More

Chen, C., Mills, A., Zheng, H., Li, Y., Tao, C. Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures. J. Vis. Exp. (135), e57257, doi:10.3791/57257 (2018).

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