Sondeo de C<sub&gt; 84</sub&gt; -embedded Si Sustrato Uso del análisis de microscopio de sonda y Dinámica Molecular

Resumen

Este artículo informa sobre la fabricación de nanomateriales de un sustrato de silicio fullereno inspeccionado y verificado mediante nanomediciones y simulación dinámica molecular.

Resumen

Este documento informa de una matriz de diseño C ₈₄ -embedded sustrato de Si fabricado usando un método de auto-ensamblaje controlada en una cámara de vacío ultra-alto. Las características de la C ₈₄ -embedded superficie Si, como la resolución de la topografía atómico, la densidad electrónica local de los estados, de la energía de banda prohibida, las propiedades de emisión de campo, rigidez nanomecánica, y el magnetismo de la superficie, se examinaron usando una variedad de técnicas de análisis de superficies bajo Ultra, alto vacío (UHV) condiciones, así como en un sistema atmosférico. Los resultados experimentales demuestran la alta uniformidad de la C ₈₄ -embedded Si superficie fabricados utilizando un mecanismo de auto-ensamblaje nanotecnología controlada, representa un desarrollo importante en la aplicación de la pantalla de emisión de campo (FED), la fabricación del dispositivo optoelectrónico, MEMS herramientas de corte, y en los esfuerzos para encontrar un sustituto adecuado para los semiconductores de carburo. La dinámica molecular método (MD) con un potencial de semi-empírica puede be utilizado para estudiar el nanoindentación de C ₈₄ -embedded sustrato de Si. Una descripción detallada de la realización de la simulación MD se presenta aquí. Se incluyen detalles de un amplio estudio sobre el análisis mecánico de la simulación MD como fuerza de indentación, el módulo de Young, la rigidez de la superficie, el estrés atómica, y la tensión atómica. Las tensiones y deformaciones von Mises-distribuciones atómicas del modelo de indentación se pueden calcular para monitorear mecanismo de deformación con la evaluación de tiempos en el nivel atomista.

Introducción

Moléculas de fullereno y los materiales compuestos que comprenden son distintivos entre los nanomateriales debido a sus excelentes características estructurales, conductividad electrónica, resistencia mecánica y propiedades químicas ^1-4. Estos materiales han demostrado ser muy beneficioso en una amplia gama de campos, tales como la electrónica, la informática, la tecnología de células de combustible, células solares, y la tecnología de emisión de campo ^5,6.

Entre estos materiales, carburo de silicio (SiC) compuestos de nanopartículas han recibido una atención especial gracias a su brecha de banda ancha, alta conducti....

Protocolo

NOTA: El documento describe los métodos utilizados en la formación de una matriz de fullereno auto-ensamblada en la superficie de un sustrato semiconductor. Específicamente, se presenta un nuevo método para la preparación de un sustrato de silicio fullereno embebido para su uso como un emisor de campo o sustrato en sistemas microelectromecánicos (MEMS), y dispositivos optoelectrónicos en alta temperatura, de alta potencia, aplicaciones, así como en alto dispositivos -Variador ^9-13.

1. La fabricación del Hexagonal-cierra-envasados (HCP) sobrecapa de C ₈₄ en Si Sustrato

1. Preparar Limpiar Si (111) Sustrato

Resultados

Una monocapa de C ₈₄ moléculas en una (111) de superficie desordenada Si se fabricó utilizando un proceso de autoensamblaje controlado en una cámara UHV Figura 1 muestra una serie de imágenes topográficas medidos por UHV-STM con varios grados de cobertura:. (A) 0,01 ML, (b) 0.2 ML, (c) 0,7 ML, y (d) 0,9 ML. Las propiedades electrónicas y ópticas del sustrato de Si incrustado C ₈₄ también se investigaron mediante una variedad de técnicas de análisis de superficies, tales como STM y .......

Discusión

En este estudio, hemos demostrado la fabricación de una monocapa auto-ensamblado de C ₈₄ en un sustrato de Si a través de un novedoso proceso de recocido (Figura 1). Este proceso también se puede utilizar para preparar otros tipos de sustratos semiconductores de nanopartículas embebido. El C ₈₄ -embedded sustrato de Si se caracterizó a escala atómica utilizando UHV-STM (Figura 2), el espectrómetro de emisión de campo, la espectroscopia de fotoluminiscencia, M.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Oblea			Si(111). Tipo/Dopante: P/Boro; Resistividad: 0.05-0.1 Ohm· cm
Carbono, C84	Legend Star		C84 polvo, 98%
Ácido clorhídrico	Sigma-Aldrich	84422	RCA, 37%
Amonio	Choneye Pure Chemical		RCA, 25%
Peróxido de hidrógeno	Choneye Pure Chemical RCA		, 35%
Nitrógeno	Ni Ni Aire		frasco de alta presión, 95%
Tungsteno	Nilaco	461327	alambre, diámetro 0,3 mm, punta
Hidróxido de sodio	UCW	85765	grabado Alambre de tungsteno para punta
Acetona	Marcon Fine Chemicals	99920	adecuado para cromatografía líquida y espectrofotometría UV
Metanol	Marcon Fine Chemicals	64837	adecuado para cromatografía líquida y Espectrofotometría
UV UHV-SPM	JEOL Ltd	JSPM-4500A	Microscopio de efecto túnel de barrido de ultra alto vacío y microscopio de fuerza atómica de ultra alto
Fuente	Keithley	237	Unidad de medición de fuente de alto voltaje
SQUID	Quantum desigh	MPMS-7	Intensidad del campo magnético: ± 7.0 Tesla, Rango de temperatura: 2– 400 K, rango de dipolo magnético: 5  y tiempos;   10-7 – 300 emu
Centro	Nacional de Computación de Alto Rendimiento ALPS, Taiwán		Superclúster paralelo avanzado a gran escala, 177 Tflops; 25.600 núcleos de CPU; 73.728 GB de RAM; 1.074 TB de almacenamiento

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