Se presenta un protocolo para el crecimiento sin semillas y de alto rendimiento de matrices de nanocables de bismuto mediante la técnica de evaporación térmica al vacío.
Artículo de método
Se presenta un protocolo para el crecimiento sin semillas y de alto rendimiento de matrices de nanocables de bismuto mediante la técnica de evaporación térmica al vacío.
Aquí una técnica sin semilla y libre de la plantilla se demuestra a escalable crecer nanocables de bismuto, a través de la evaporación térmica en alto vacío a temperatura ambiente. Convencionalmente reservado para la fabricación de películas delgadas de metal, depósitos de evaporación térmica de bismuto en una matriz de nanocables sola cristalinas verticales sobre una película delgada plana de vanadio celebrada en RT, que está recién depositado por pulverización catódica con magnetrón o evaporación térmica. Mediante el control de la temperatura del sustrato de crecimiento de la longitud y anchura de los nanocables pueden ajustarse en un amplio intervalo. El responsable de esta nueva técnica es un mecanismo de crecimiento de nanocables previamente desconocido que las raíces de la porosidad leve de la película delgada de vanadio. Infiltrado en los poros de vanadio, los dominios de bismuto (~ 1 nm) llevan energía superficial excesiva que suprime su punto de fusión y los expulsa continuamente fuera de la matriz de vanadio para formar nanocables. Este descubrimiento demuestra la viabilidad de la fase vapor synth escalableESIS de alta pureza nanomateriales sin usar catalizadores.
Nanocables limitan el transporte de portadores de carga y otros cuasi-partículas, tales como los fotones y los plasmones en una dimensión. En consecuencia, los nanocables generalmente exhiben novedosas propiedades eléctricas, magnéticas, ópticas y químicas, que les otorgan potencial casi infinito para aplicaciones en electrónica, fotónica, tecnologías biomédicas, ambientales y relacionados con la energía de micro / nano 1,2. Durante las dos últimas décadas, numerosos de arriba hacia abajo y los enfoques de abajo hacia arriba se han desarrollado para la síntesis de una amplia gama de metales o semiconductores nanocables de alta calidad a escala de laborator....
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Precaución: Por favor consulte todas las fichas de datos de seguridad de materiales pertinentes (MSDS) antes de usar. Los nanomateriales pueden tener riesgos adicionales en comparación con su contraparte mayor. Por favor, use todas las prácticas apropiadas de seguridad al manipular sustratos nanomateriales cubiertas, incluyendo el uso de controles de ingeniería (campana extractora de gases) y el equipo de protección personal (gafas de seguridad, guantes, bata de laboratorio, pantalones largos, cerrado-toe zapatos).
1. Trabajo Preparatorio
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Las imágenes de SEM de la sección transversal de capas inferiores de vanadio formados por pulverización catódica con magnetrón y los métodos de evaporación térmica se presentan en la Figura 2. Microscopía electrónica de barrido imágenes (SEM) se presentan para nanocables de bismuto formadas a diferentes temperaturas de sustrato (Figura 3). La estructura cristalina de los nanocables de bismuto se determina mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción.......
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El crecimiento de nanocables de bismuto se lleve a cabo en un sistema de deposición física de vapor con al menos dos fuentes de deposición, uno para el bismuto y el otro para el vanadio. Se recomienda que una de las fuentes es una fuente de pulverización catódica magnetrón, para la deposición de vanadio. Alto vacío se consigue mediante una bomba turbomoleculares respaldados por una bomba de desplazamiento seco. El sistema de deposición de vapor está equipado con una microbalanza de cristal de cuarzo calibrado (QCM) .......
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Los autores no tienen nada que revelar.
La investigación se lleva a cabo en el Centro de Nanomateriales Funcionales, Laboratorio Nacional de Brookhaven, que cuenta con el apoyo del Departamento de Energía de EE. UU., Oficina de Ciencias Básicas de la Energía, bajo el Contrato No. DE-SC0012704.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Bismuto | Sigma-Aldrich | 556130 | granular, 99.999% |
| Vanadio | Alfa Aesar | 42829 | 3.175 mm (0.125 pulgadas) de diámetro x 6,35 pulgadas; milímetros (0,25 y nbsp; pulgada) de longitud, 99.8% |
| Vanadio Objetivo de pulverización catódica | Kurt J. Lesker | EJTVXXX253A2 | 3.00" de diámetro x 0.125" de espesor, 99.5% |
| Acetona | Sigma-Aldrich | 179124 | >99.5% |
| Etanol | Alfa Aesar | 33361 | |
| Oblea de silicio | Obleas de la Universidad | 300 micras de espesor, (100) orientación | |
| Circuit Works | CW2400 | Resina epoxi conductora de dos partes | |
| Barco de tungsteno, recubierto de alúmina | R. D. Mathis | S9B-AO-W | Para evaporación térmica de bismuto |
| Barco de tungsteno | R. D. Mathis | S4-.015W | Para evaporación térmica de vanadio |
| RIE Plasma Nordson | March | CS-1701 | |
| PVD 75 Plataforma de deposición de vapor | Kurt J. Lesker | PEDP75FTCLT001 | Equipado con tres fuentes de evaporación térmica y una fuente de pulverización catódica de magnetrón de CC |
| Controlador de temperatura termoeléctrico | LairdTech | MTTC-1410 | |
| PT1000 RGD | LairdTech | 340912-01 Sensor de | MTTC-1410 |
| LairdTech | 56910-502 | ||
| Ultrasonicador | Cresta Ultrasonidos | Tru-Sweep 175 |
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