Croissance sans pépins de Bismuth Nanowire tableau par évaporation thermique sous vide

Summary

Un protocole pour la croissance sans pépins et à haut rendement de réseaux de nanofils de bismuth par technique d’évaporation thermique sous vide est présenté.

Abstract

Voici une technique sans pépins et sans modèle-est démontré à scalable croître les nanofils de bismuth, par évaporation thermique sous vide poussé à la température ambiante. Classiquement réservé pour la fabrication de films minces métalliques, dépôts de bismuth évaporation thermique dans un réseau de nanofils verticaux unique cristallines sur un film mince plat de vanadium tenue à la température ambiante, qui est fraîchement déposée par pulvérisation à magnétron ou par évaporation thermique. En contrôlant la température du substrat de croissance de la longueur et la largeur des nanofils peuvent être réglés dans un large intervalle. Responsable de cette nouvelle technique est un mécanisme de croissance de nanofils auparavant inconnu que les racines de la porosité légère du film mince de vanadium. Infiltré dans les pores de vanadium, les domaines de bismuth (~ 1 nm) transportent l'énergie de surface excessive qui supprime leur point de fusion et les expulse en permanence hors de la matrice de vanadium pour former des nanofils. Cette découverte démontre la faisabilité de la phase vapeur évolutive synthéSIAE de haute pureté nanomatériaux sans utiliser de catalyseurs.

Introduction

Les nanofils limitent le transport des porteurs de charge et d'autres quasi-particules, telles que des photons et plasmons en une dimension. En conséquence, les nanofils présentent habituellement de nouvelles propriétés électriques, magnétiques, optiques et chimiques, qui leur accordent un potentiel presque infinie pour des applications dans l'électronique, la photonique, les technologies biomédicales, environnementales et liées à l'énergie micro / nano. ^1,2 Durant les deux dernières décennies, de nombreux de haut en bas et les approches bottom-up ont été développés pour la synthèse d'une large gamme de métaux ou de semi-conducteurs nanofil....

Protocol

Attention: S'il vous plaît consulter toutes les fiches de données de sécurité des matériaux pertinents (FS) avant utilisation. Les nanomatériaux peuvent avoir des risques supplémentaires par rapport à leur homologue en vrac. S'il vous plaît utiliser toutes les pratiques de sécurité appropriées lors de la manipulation des substrats de nanomatériaux couverte, y compris l'utilisation des contrôles d'ingénierie (hottes) et les équipements de protection individuelle (lunettes de sécurité, gants, blouse, pantalon de longueur, fermé orteils chaussures).

1. Travaux préparatoires

1. Préparation du système de dépôt en phase vapeur
   1. Purge....

Results

Les images SEM en coupe transversale de sous-couches de vanadium formé par pulvérisation cathodique magnétron et des méthodes d'évaporation thermiques sont présentés à la figure 2. La microscopie électronique à balayage (MEB) des images sont présentées de nanofils de bismuth formé à des températures de substrat différentes (figure 3). La structure cristalline des nanofils de bismuth est déterminée par microscopie électronique à transmission (TEM), diffraction électroniq.......

Discussion

La croissance de nanofils de bismuth doit être effectuée dans un système de dépôt physique en phase vapeur avec au moins deux sources de dépôt, une autre pour le bismuth et de vanadium. Il est recommandé que l'une des sources est une source de pulvérisation au magnetron pour le dépôt de vanadium. Vide élevé est atteint par un pompes turbomoléculaires soutenus par une pompe de défilement sec. Le système de dépôt en phase vapeur est équipé d'une microbalance à cristal de quartz calibré (QCM) pour la surveillance d.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Bismuth	Sigma-Aldrich	556130	Granular, 99.999
% Vanadium Slug	Alfa Aesar	42829	3.175  ; mm (0,125   ; po) dia x 6.35  ; mm (0,25   ; longueur, 99,8 %
Cible de pulvérisation au vanadium	Kurt J. Lesker	EJTVXXX253A2	3,00 » Dia. x 0,125 » d’épaisseur, 99,5 %
Acétone	Sigma-Aldrich	179124	>99,5 %
Éthanol	Alfa Aesar	33361
Plaquette de silicium	Wafers		300 microns d’épaisseur, (100) orientation
Silver Filled Epoxy	Circuit Works	CW2400	tungstène en résine époxy conductrice en deux parties
, recouvert d’alumine	R. D. Mathis	S9B-AO-W	Pour l’évaporation thermique du bismuth
Bateau en tungstène	R. D. Mathis	S4-.015W	Pour l’évaporation thermique du vanadium
RIE Plasma	Nordson March	CS-1701
PVD 75 Plate-forme de dépôt en phase vapeur	Kurt J. Lesker	PEDP75FTCLT001	Équipé de trois sources d’évaporation thermique et d’une source de pulvérisation magnétron CC
Régulateur de température thermoélectrique	LairdTech	MTTC-1410
PT1000 RGD	LairdTech	340912-01	MTTC-1410
	LairdTech	56910-502
Ultrasoniseur	Crest Ultrasons	Tru-Sweep 175