Name: Sondeo de C 84 -embedded Si Sustrato Uso del análisis de microscopio de sonda y Dinámica Molecular (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-28T12:30:00.000+00:00
Duration: 13 min 58 s
Description: Aprende a fabricar heterouniones de silicio con C84 embebido usando simulación de dinámica molecular y microscopía de sonda. Este método avanza la comprensión de propiedades electrónicas y optoelectrónicas en nanomateriales.

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Los autores desean agradecer al Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán por su apoyo financiero a esta investigación bajo los Contratos Nos. MOST-102-2923-E-492- 001-MY3 (W. J. Lee) y NSC-102- 2112-M-005-003-MY3 (M. S. Ho). También se agradece el apoyo de la Computación de Alto Rendimiento de Taiwán en el suministro de enormes recursos informáticos para facilitar esta investigación.

<ol><li>Kroto, H. W., Heath, J. R., O'Brien, S. C., Curl, R. F., Smalley, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((C60%3A+Buckminsterfullerene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">C60: Buckminsterfullerene.</a> Nature. 318, 162-163 (1985).</li>
<li>Zhu, Z. P., Gu, Y. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+of+carbon+caps+and+formation+of+fullerenes%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Structure of carbon caps and formation of fullerenes.</a> Carbon. 34, 173-178 (1996).</li>
<li>Margadonna, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystal+Structure+of+the+Higher+Fullerene+C84%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Crystal Structure of the Higher Fullerene C84.</a> Chem. Mater. 10, 1742-1744 (1998).</li>
<li>Diederich, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Higher+Fullerenes%3A+Isolation+and+Characterization+of+C76%2C+C84%2C+C90%2C+C94%2C+and+C70O%2C+an+Oxide+of+D5h-C70%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The Higher Fullerenes: Isolation and Characterization of C76, C84, C90, C94, and C70O, an Oxide of D5h-C70.</a> Science. 252, 548-551 (1991).</li>
<li>Lv, Z., Deng, Z., Xu, D., Li, X., Jia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+organic+light-emitting+diodes+with+C60+buffer+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Displays%22%5BJournal%5D)">Efficient organic light-emitting diodes with C60 buffer layer.</a> Displays. 30, 23-26 (2009).</li>
<li>Tokunaga, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+difference+in+electronic+properties+between+fullerene+C60+and+C60X2%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">On the difference in electronic properties between fullerene C60 and C60X2.</a> Chem. Phys. Lett. 476, 253-257 (2009).</li>
<li>Basa, D. K., Smith, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Annealing+and+crystallization+processes+in+a+hydrogenated+amorphous+Si---C+alloy+film%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Annealing and crystallization processes in a hydrogenated amorphous Si---C alloy film.</a> Thin Solid Films. 192, 121-133 (1990).</li>
<li>Neudeck, P. G., Powell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+limiting+micropipe+defects+in+silicon+carbide+wafers%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Electron+Device+Lett%22%5BJournal%5D)">Performance limiting micropipe defects in silicon carbide wafers.</a> IEEE Electron Device Lett. 15, 63-65 (1994).</li>
<li>Huang, C. P., Su, C. C., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intramolecular+Structures+of+C60+and+C84+Molecules+on+Si%28111%29-7x7+Surfaces+by+Scanning+Tunneling+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Intramolecular Structures of C60 and C84 Molecules on Si(111)-7x7 Surfaces by Scanning Tunneling Microscopy.</a> Appl. Surf. Sci. 254, 7712-7717 (2008).</li>
<li>Huang, C. P., Su, C. C., Su, W. S., Hsu, C. F., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-measurements+of+electronic+and+mechanical+properties+of+fullerene+embedded+Si%28111%29+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nano-measurements of electronic and mechanical properties of fullerene embedded Si(111) surfaces.</a> Appl. Phys. Lett. 97, 061908(2010).</li>
<li>Huang, C. P., Hsu, C. F., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+Fullerene+Embedded+Silicon+Surfaces+with+Scanning+Probe+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanosci.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Investigation of Fullerene Embedded Silicon Surfaces with Scanning Probe Microscopy.</a> J. Nanosci. Nanotechnol. 10, 7145-7148 (2010).</li>
<li>Huang, C. P., Su, W. S., Su, C. C., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+Si%28111%29+surface+with+embedded+C84+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Characteristics of Si(111) surface with embedded C84 molecules.</a> RSC Adv. 3 (111), 9234-9239 (2013).</li>
<li>Method of forming self-assembled and uniform fullerene array on surface of substrate. US Patent. , US9109278 (2015).</li>
<li>Plimpton, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+Parallel+Algorithms+for+Short-Range+Molecular+Dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Phys%22%5BJournal%5D)">Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics.</a> J. Comp. Phys. 117, 1-19 (1995).</li>
<li>Su, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+a+functional+C84+monolayer+to+improve+the+mechanical+properties+and+alter+substrate+deformation%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Using a functional C84 monolayer to improve the mechanical properties and alter substrate deformation.</a> RSC Adv. 5, 47498-47505 (2015).</li>
<li>Stukowski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+and+analysis+of+atomistic+simulation+data+with+OVITO-+the+Open+Visualization+Tool%5BTitle%5D)+AND+%22Modelling+Simul.+Mater.+Sci.+Eng%22%5BJournal%5D)">Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO- the Open Visualization Tool.</a> Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 18, 015012(2010).</li>
<li>Watson, P. R., Hove, M. A. V., Hermann, K. Open Surface Structure Database. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.fhi-berlin.mpg.de/KHsoftware/oSSD ">http://www.fhi-berlin.mpg.de/KHsoftware/oSSD </a> (2014).</li>
<li>Tersoff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+empirical+model+for+the+structural+properties+of+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">New empirical model for the structural properties of silicon.</a> Phys. Rev. Lett. 56, 632(1986).</li>
<li>Stuart, S. J., Tutein, A. B., Harrison, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+reactive+potential+for+hydrocarbons+with+intermolecular+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">A reactive potential for hydrocarbons with intermolecular interactions.</a> Journal of Chemical Physics. 112, 6472(2000).</li>
<li>Rapaport, D. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRapaport%2C+DC+%22The+Art+of+Molecular+Dynamics+Simulations%22">The Art of Molecular Dynamics Simulations</a>. , Cambridge University Press. (1997).</li>
<li>Fowler, P. W. Cn Fullerenes. , Available from: 
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<li>Chandra, N., Namilae, S., Shet, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+elastic+properties+of+carbon+nanotubes+in+the+presence+of+Stone-Wales+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Local elastic properties of carbon nanotubes in the presence of Stone-Wales defects.</a> Phys. Rev. B. 69, 094101(2004).</li>
<li>Honeycutt, J. D., Andersen, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Dynamics+Study+of+Melting+and+Freezing+of+Small+Lennard-Jones+Clusters%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Molecular Dynamics Study of Melting and Freezing of Small Lennard-Jones Clusters.</a> J. Phys. Chem. 91, 4950(1987).</li>
<li>Schulz, M. J., Kelkar, A. D., Sundaresan, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchulz%2C+MJ+%22Nanoengineering+of+Structural%2C+Functional+and+Smart+Materials%22">Nanoengineering of Structural, Functional and Smart Materials</a>. , Taylor & Francis. 736(2005).</li>
<li>Ju, S. P., Wang, C. T., Chien, C. H., Huang, J. C., Jian, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Nanoindentation+Responses+of+Nickel+Surfaces+with+Different+Crystal+Orientations%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Simulation%22%5BJournal%5D)">The Nanoindentation Responses of Nickel Surfaces with Different Crystal Orientations.</a> Molecular Simulation. 33, 905-917 (2007).</li>
<li>Mishin, Y., Suzuki, A., Uberuaga, B. P., Voter, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stick-slip+behavior+of+grain+boundaries+studied+by+accelerated+molecular+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Stick-slip behavior of grain boundaries studied by accelerated molecular dynamics.</a> Phys. Rev. B. 75, (2007).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

<html> 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...

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 conductividad térmica y estabilidad, alta capacidad de ruptura eléctrica, e inercia química. Estos beneficios son particularmente evidentes en los dispositivos optoelectrónicos, transistores de metal-óxido-semiconductor de efecto de campo (MOSFET), diodos emisores de luz (LEDs), y de alta potencia, alta frecuencia, y aplicaciones de alta temperatura. Sin embargo, los defectos de alta densidad comúnmente observados en la superficie de conventicarburo de silicio onal puede tener efectos perjudiciales sobre la estructura electrónica, llegando incluso a 7,8 fallo del dispositivo. A pesar de que la aplicación de SiC se ha estudiado desde 1960, este problema no resuelto en particular permanece. El objetivo de este estudio fue la fabricación de un C 84 -embedded heterounión sustrato de Si y el posterior análisis para obtener una comprensión global de las propiedades de emisión electrónicos, optoelectrónicos, mecánicos, magnéticos, y en el campo de los materiales resultantes. También se abordó la cuestión de la utilización de la simulación numérica para predecir las características de los nanomateriales, a través de la nueva aplicación de cálculos de dinámica molecular.

<table><tbody><tr><td>Oblea</td><td></td><td></td> de silicio <td>Si(111). Tipo/Dopante: P/Boro; Resistividad: 0.05-0.1 Ohm&#183; cm</td></tr><tr><td>Carbono, C84</td><td>Legend Star</td><td></td><td>C84 polvo, 98%</td></tr><tr><td>Ácido clorhídrico</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>84422</td><td>RCA, 37%</td></tr><tr><td>Amonio</td><td>Choneye Pure Chemical</td><td></td><td>RCA, 25%</td></tr><tr><td>Peróxido de hidrógeno</td><td>Choneye Pure Chemical RCA</td><td></td><td>, 35%</td></tr><tr><td>Nitrógeno</td><td>Ni Ni Aire</td><td></td><td>frasco de alta presión, 95%</td></tr><tr><td>Tungsteno</td><td>Nilaco</td><td>461327</td><td>alambre, diámetro 0,3 mm, punta</td></tr><tr><td>Hidróxido de sodio</td><td>UCW</td><td>85765</td><td>grabado Alambre de tungsteno para punta</td></tr><tr><td>Acetona</td><td>Marcon Fine Chemicals</td><td>99920</td><td>adecuado para cromatografía líquida y espectrofotometría UV</td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Marcon Fine Chemicals</td><td>64837</td><td>adecuado para cromatografía líquida y Espectrofotometría</td></tr><tr><td>UV UHV-SPM</td><td>JEOL Ltd</td><td>JSPM-4500A</td><td>Microscopio de efecto túnel de barrido de ultra alto vacío y microscopio de fuerza atómica de ultra alto</td></tr> vacío <tr><td>Fuente</td> de alimentación <td>Keithley</td><td>237</td><td>Unidad de medición de fuente de alto voltaje</td></tr><tr><td>SQUID</td><td>Quantum desigh</td><td>MPMS-7</td><td>Intensidad del campo magnético: &plusmn; 7.0 Tesla, Rango de temperatura: 2&#8211; 400 K, rango de dipolo magnético: 5&nbsp; y tiempos; &nbsp; 10-7 &#8211; 300 emu</td></tr><tr><td>Centro</td><td>Nacional de Computación de Alto Rendimiento ALPS, Taiwán</td><td></td><td>Superclúster paralelo avanzado a gran escala, 177 Tflops; 25.600 núcleos de CPU; 73.728 GB de RAM; 1.074 TB de almacenamiento</td></tr></tbody></table>

sondeo de c<sub&gt; 84</sub&gt; -embedded si sustrato uso del análisis de microscopio de sonda y dinámica molecular

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

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.

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 ...

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

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

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The ...

El objetivo de este estudio es la fabricación de una heterounión de sustrato de silicio con C84 incrustado y el análisis posterior para obtener una comprensión integral de las propiedades electrónicas, optoelectrónicas, mecánicas, magnéticas y de emisión de campo de los materiales resultantes. Los nanomateriales que tengo en el forcator representan una tendencia creciente en una revolución de materiales. Con la ayuda de un microscopio de sonda fina, podremos identificar las características de las nanoestructuras en las superficies con suficiente resolución.Mediante la simulación de dinámica molecular, podemos monitorear el tipo, dependencia, comportamiento atómico y mecánico del proceso de indentación. Todas las simulaciones se realizaron mediante computación paralela en un superclúster ALPS del NCHC, y todo el trabajo experimental se llevó a cabo en el laboratorio de nanociencia de la NCHU. Las personas que demostraron los procedimientos serán Che-Fu, Pei-Fang, Ya-Chi y Wei-Pin de mi grupo.Primero, someta un sustrato de silicio 111 a una limpieza que implique la aplicación de un disolvente seguida de calentamiento en un sistema de vacío ultrabajo para eliminar la capa de óxido y las impurezas de la superficie del sustrato. Para la deposición de C84 sobre la superficie de silicio, precaliente un evaporador Castle con una fuente de alimentación externa mediante filamentos de calentamiento hasta 500 grados Celsius para favorecer la eliminación de gases residuales de impurezas. A continuación, cargue nanopartículas de C84 en un recipiente Castle.Luego, caliente resistivamente el Castle a 650 grados Celsius para vaporizar las nanopartículas de C84. Ahora, evapore las nanopartículas de C84 en líneas rectas hasta que impacten el sustrato de silicio a través de una válvula controlada a una presión inferior a cinco veces 10 a la menos ocho pascal. A continuación, pretrate el sustrato de silicio ALBA 111 en un sistema de vacío ultravacio a 900 grados Celsius para obtener las estructuras uno por uno.Reduzca la temperatura a 650 grados celsius durante 30 minutos para la deposición de las nanopartículas de C84 sobre la superficie del sustrato. En el sustrato de silicio ALBA, a aproximadamente 750 grados celsius durante 12 horas, tiempo durante el cual las nanopartículas en polvo de C84 se autoensamblan en un rayo de fullereno altamente uniforme sobre la superficie del sustrato de silicio 111. En este punto, coloque el sustrato de silicio con C84 incorporado en un soporte de muestra para microscopía de sonda de barrido, o SPM.Transfiera la muestra desde la cámara de intercambio hasta una cámara de preparación de muestras. Introduzca el portador en un sistema de cabezal de exploración UHV-STM y transfiera la muestra a una cámara de observación. A continuación, varíe el voltaje aplicado a la muestra desde menos cinco hasta cinco voltios.A continuación, haga clic en el elemento de medición IV para medir el patrón de corriente de túnel a resolución atómica. Elija al menos 20 ubicaciones específicas sobre el sustrato de silicio con C84 incrustado para realizar las mediciones. Para medir la energía de la banda prohibida, obtenga curvas IV como se describió anteriormente a partir de las superficies indicadas en el protocolo del texto.A continuación, coloque el sustrato de silicio con C84 incrustado sobre un portamuestras de emisión de campo, o FE. Introduzca el portamuestras en la cámara de análisis de FE. Luego, evacúe la cámara hasta una presión de aproximadamente cinco veces 10 a la menos 5 pascal para la medición de FE.Aumente manualmente el voltaje aplicado en el sustrato de 100 a 1.100 voltios. Mida la corriente de emisión de campo correspondiente en función del voltaje aplicado utilizando una unidad de medición de fuente de alto voltaje con un amplificador de corriente. A continuación, coloque el sustrato de prueba en el centro del compartimento de muestra de un sistema de medición de emisión óptica.Luego, enfoque una fuente láser de helio-cadmio con emisiones de 325 nanómetros. Después de configurar el espectrómetro, adquiera el espectro de fotoluminiscencia recolectando y analizando los fotones emitidos. Magnetice muestras del sustrato de silicio con C84 incrustado antes de realizar espectroscopía de fuerza magnética, o mediciones de MFM, aplicando un imán con una intensidad de campo de aproximadamente 2 kilo oersted.Después de colocar la muestra magnetizada en la platina de muestra de MFM, observe la microestructura del fulereno en el dominio magnético embebido dentro del sustrato de silicio utilizando MFM en modo de elevación con la aplicación de magnetización perpendicular a la superficie de la muestra. A continuación, magnetice muestras del sustrato de silicio embebido con C84 y agrupaciones de C84 sobre el sustrato de silicio embebido con C84 antes de los experimentos de SQUID aplicando un imán con una intensidad de campo de aproximadamente 2 kilo oersted. Coloque la muestra magnetizada en el SQUID.Luego, aplique un campo magnético barrido en un rango de aproximadamente 2 kilo oersted. Obtenga los lazos de magnetización graficados frente al campo magnético externo en mediciones SQUID a temperatura ambiente. Para medir la rigidez del sustrato de silicio embebido con C84, primero coloque uno de los sustratos sobre la platina de muestra de un AFM, o microscopio atómico.A continuación, obtenga mediciones de fuerza en condiciones atmosféricas a partir de los sustratos de silicio apropiados. Obtenga mediciones de fuerza como se describió previamente utilizando el microscopio de fuerza atómica (AFM) y un sistema de vacío ultraalto (UHV) a partir de los sustratos de silicio apropiados. Para preparar el sustrato de silicio, encienda el software OSSD.Haga clic en el botón de búsqueda para mostrar el panel de criterios de búsqueda. Seleccione sustrato de silicio, tipo elemental, estructura reconstruida, semiconductor elec, red de diamante, cara 111 y patrón siete por siete. Luego, haga clic en los botones de búsqueda y aceptar para mostrar el panel de lista de estructuras.Haga clic en la superficie deseada de la estructura de silicio 111 siete por siete. A continuación, haga clic en el botón archivo y guarde el archivo de coordenadas como un archivo xyz. Luego, encienda el software Ovito, cargue el archivo xyz en el software y utilice el comando de corte para capturar una súper celda de la estructura de superficie de silicio 111 siete por siete con el tamaño adecuado, 26.878 por 46.554 angstrom cuadrados en las direcciones X e Y.Utilice el comando de celda de simulación para ajustar el tamaño de la celda en las direcciones X e Y y desplace la celda al punto de origen cero. Utilice la transformación afín y haga clic en matriz de transformación para desplazar el modelo 5.714 angstroms en la dirección normal. Utilice el comando de corte para eliminar la capa de átomos más baja en la dirección normal.Exporte el archivo de datos con el formato de LAMMPS. Con el formato de archivo de datos de LAMMPS, se definirá el límite de la celda. Vuelva a cargar los datos con el formato de LAMMPS en Ovito.Utilice el comando ajustar en los límites periódicos para reorganizar la estructura dentro de la celda. Utilice la transformación afín y haga clic en matriz de transformación para desplazar el modelo 84.6 angstroms en la dirección normal. Utilice el comando celda de simulación para ajustar el tamaño de la celda a 150 angstroms en la dirección Z.Exporte el archivo de datos con el formato de LAMMPS. Vuelva a cargar los datos en Ovito. Utilice mostrar imágenes periódicas para duplicar una supercelda de cinco por tres en las direcciones X e Y, con el fin de aumentar el tamaño del sustrato.Exporte el archivo de datos con el formato de LAMMPS. Después de preparar un archivo de coordinación de la supercelda de silicio 111 con el tamaño adecuado, cargue los datos en Ovito. Utilice mostrar imágenes periódicas para duplicar una supercelda de cinco por tres por ocho en las direcciones X, Y y Z con el fin de aumentar el tamaño del sustrato.Utilice una transformación afín y seleccione la matriz de transformación para desplazar el modelo al punto de origen en la dirección Z en 37,6184 angstroms. Exporte el archivo de datos en el formato LAMMPS. Combine los archivos de datos de la superficie de silicio 111 siete por siete y los modelos del sustrato de silicio 111 utilizando un editor de texto.El modelo de sustrato de silicio 111 siete por siete está listo. Para preparar la monocapa de fullereno C84, descargue el archivo de coordenadas del fullereno C84 desde la web. Utilice un programa casero para duplicar siete por siete fullerenos C84 dispuestos en una estructura tipo panal.A continuación, utilice un programa casero para colocar la monocapa de C84 sobre la superficie de silicio 111 siete por siete con una distancia de tres angstroms. Utilice el comando load data para cargar el modelo de simulación en el script de LAMMPS. Luego, configure la región y utilice los comandos create atom para crear una sonda esférica de cinco nanómetros.Finalmente, prepare un script de entrada para LAMMPS destinado a la simulación de indentación y calcule las propiedades mecánicas detalladas. Se fabricó una monocapa de moléculas de C84 sobre una superficie desordenada de silicio 111 utilizando un proceso controlado de autoensamblaje, y aquí se muestran una serie de imágenes topográficas medidas mediante STM en condiciones de ultra alto vacío (UHV-STM) con diversos grados de cobertura. Las propiedades electrónicas y ópticas del sustrato de silicio con C84 incrustado se investigaron mediante técnicas de análisis de microscopía de efecto túnel (STM) y espectroscopía de fotoluminiscencia.Las excelentes propiedades materiales de las muestras demuestran cómo la nanotecnología puede utilizarse para el control de la materia a escalas atómicas y nanométricas. Los resultados de MFM y SQUID muestran el magnetismo superficial del sustrato con C84 incrustado. Los resultados de UHV-AFM demuestran el potencial del sustrato de silicio con C84 incrustado como alternativa al carburo semiconductor en dispositivos nanoelectrónicos para aplicaciones de alta temperatura, alta potencia y alta frecuencia.Así como en sistemas magnéticos y microelectromecánicos. Aquí se muestra el proceso de simulación dinámica molecular sobre la nanoindentación del sustrato con C84 incrustado. Aquí se muestran las propiedades mecánicas del sustrato con fullereno incrustado.Los instantáneas correspondientes en función de la profundidad de indentación pueden observarse aquí. Los resultados de la fuerza de indentación en función de la profundidad de indentación se utilizan para calcular la dureza, el módulo reducido y la rigidez por hinchamiento de la monocapa C84. Actualmente, es una percepción común que un nanomaterial impulsará un desarrollo aplicable en la ciencia y la tecnología debido a la unidad estratificada de las propiedades químicas, físicas y mecánicas.Con solo una monocapa de fullereno, las propiedades del sustrato de silicio pueden cambiar drásticamente. En nuestro estudio, el sustrato de silicio con fullereno incorporado presenta un borde ondulado, buenas propiedades de emisión de combustible y una alta resistencia, y además el fullereno es magnético. Considero que nuestros sustratos propuestos tendrán un mejor desempeño y una aplicación más amplia en nanotecnología.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar experimentos y simulaciones para el magnetismo superficial. La demostración de estas técnicas integrales allanará el camino para que los investigadores exploren las propiedades fundamentales de los materiales.

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Sonda de barrido espectroscopía capacitancia solo electrón facilita el estudio del movimiento de un solo electrón en regiones bajo la superficie localizados. Un circuito de carga-detección sensible se incorpora en un microscopio de sonda de barrido criogénico para investigar pequeños sistemas de átomos de dopante debajo de la superficie de las muestras de semiconductores.

Sonda de barrido de un solo electrón espectroscopia de capacitancia

La nanoscopía de sonda coloidal se puede utilizar en una variedad de campos para obtener información sobre la estabilidad física y la cinética de coagulación de los sistemas coloidales y ayudar en el descubrimiento de fármacos y las ciencias de formulación utilizando sistemas biológicos. El método descrito en este documento proporciona un medio cuantitativo y cualitativo para estudiar dichos sistemas.

El examen cuantitativo y cualitativo de las interacciones entre partículas Uso coloidal Sonda Nanoscopia

Se presenta un protocolo para acoplar una gran variedad de moléculas individuales covalentemente en una punta AFM. Se proporcionan procedimientos y ejemplos para determinar la fuerza de adhesión y la energía libre de estas moléculas sobre soportes sólidos y bio-interfaces.

Investigando individual molécula de adhesión por espectroscopia de fuerza atómica

Demostramos la manipulación precisa de moléculas orgánicas individuales en una superficie metálica con la punta de un microscopio de sonda de barrido impulsado en 3D por la mano del experimentador utilizando un sistema de captura de movimiento y gafas de realidad virtual totalmente inmersivas.

Mano manipulación controlada de Moléculas Individuales a través de un microscopio de sonda de barrido con una interfaz de realidad virtual 3D

Presentamos un protocolo para la manipulación de vórtices individuales en películas superconductoras delgadas, utilizando contacto mecánico local. El método no incluye la aplicación de corriente, campo magnético o pasos de fabricación adicionales.

Escaneado de Estudio SQUID de la manipulación del vórtice por contacto local

Demostrar un método totalmente electrónico para observar la dinámica de carga resuelto nanosegundo de los átomos del dopant en silicio con un microscopio de efecto túnel.

Totalmente electrónico resuelto nanosegundo túnel microscopía: Facilitar la investigación de Dopant solo carga dinámica

Aquí presentamos un protocolo para área amplia exploración sonda Nanolitografía habilitado por el alineamiento iterativo de arreglos de discos de punta de prueba, así como la utilización de patrones litográficos para estudios de interacción de la superficie de la célula.

Área análisis sonda Nanolitografía facilitado por alineación automática y su aplicación a la fabricación de sustrato para estudios del cultivo celular

Aquí, presentamos un protocolo para investigar la estructura y dinámica del agua superficial en la escala atómica, en cuanto a la proyección de imagen de resolución submolecular, la manipulación molecular y Espectroscopía Vibracional single-bond.

Sondear la estructura y dinámica del agua superficial con túnel microscopía de barrido y espectroscopia

Aquí, presentamos un protocolo para caracterizar partículas nucleosoma en el nivel de una sola molécula mediante microscopía de fuerza atómica estática y Time-lapse (AFM) técnicas de imagen. El método de funcionalización de superficies descrito permite la captura de la estructura y la dinámica de los nucleosomas en alta resolución a escala nanométrica.

Sondear la estructura y dinámica de nucleosomas utilizando imágenes de microscopía de fuerza atómica

La microscopía de fuerza atómica (AFM) combinada con la microscopía electroquímica de barrido (SECM), es decir, AFM-SECM, se puede utilizar para adquirir simultáneamente información topográfica y electroquímica de alta resolución en superficies de materiales a nanoescala. Esta información es fundamental para comprender las propiedades heterogéneas (por ejemplo, reactividad, defectos y sitios de reacción) en superficies locales de nanomateriales, electrodos y biomateriales.

Sondeo de la superficie de la actividad electroquímica de los nanomateriales utilizando un microscopio híbrido de barrido de fuerza atómica-microscopio electroquímico (AFM-SECM)

La inspección de muestras a gran escala con resolución a nanoescala tiene una amplia gama de aplicaciones, especialmente para obleas semiconductoras nanofabricadas. Los microscopios de fuerza atómica pueden ser una gran herramienta para este propósito, pero están limitados por su velocidad de imagen. Este trabajo utiliza matrices de voladizos activos paralelos en AFM para permitir inspecciones de alto rendimiento y a gran escala.

Microscopía de fuerza atómica de sonda activa con matrices en voladizo cuatór-paralelas para la inspección de muestras a gran escala de alto rendimiento

Aprende a fabricar heterouniones de silicio con C84 embebido usando simulación de dinámica molecular y microscopía de sonda. Este método avanza la comprensión de propiedades electrónicas y optoelectrónicas en nanomateriales.

Sondeo de C

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