Summary

Croissance des Nanoforêts dendritiques dorées sur substrats de silicium revêtus de nitrure de titane

Published: June 03, 2019
doi:

Summary

Cette étude présente une procédure réalisable pour synthétiser les nanoforêts dendritiques dorées sur des substrats de nitrure de titane/silicium. L’épaisseur des nanoforêts dendritiques d’or augmente linéairement dans les 15 min d’une réaction de synthèse.

Abstract

Dans cette étude, un système de pulvérisation de magnétron à impulsion de haute puissance est utilisé pour enduire un film de nitrure de titane (TiN) plat et ferme sur des wafers de silicium (si), et une réaction de remplacement galvanique assistée par le fluorure (FAGRR) est employée pour le dépôt rapide et facile de l’or les nanoforêts dendritiques (au DNFs) sur les substrats TiN/si. Les images de microscopie électronique à balayage (SEM) et les schémas de spectroscopie à rayons X dispersifs en énergie des échantillons TiN/si et au DNFs/TiN/si confirment que le processus de synthèse est contrôlé avec précision. Dans les conditions de réaction de cette étude, l’épaisseur de l’UA DNFs augmente linéairement à 5,10 ± 0,20 μM dans les 15 min de la réaction. Par conséquent, la procédure de synthèse employée est une approche simple et rapide pour la préparation des composites au DNFs/TiN/si.

Introduction

Les nanoparticules d’or ont des propriétés optiques caractéristiques et des résonances de Plasmon de surface localisées (lsprs), selon la taille et la forme des nanoparticules1,2,3,4. En outre, les nanoparticules d’or peuvent améliorer significativement les réactions photocatalytiques plasmoniques5. Les nanoforêts dendritiques empilées à l’aide de nanoparticules d’or ont reçu une attention considérable en raison de leurs surfaces spécifiques remarquables et de l’amélioration robuste des LSPr6,7,8,9 ,10,11,12,13.

L’étain est un matériau céramique extrêmement dur et possède une stabilité thermique, chimique et mécanique remarquable. L’étain a des propriétés optiques distinctives et peut être utilisé pour des applications plasmiques avec la lumière visible-à-proche-infrarouge14,15. La recherche a démontré que l’étain peut produire des améliorations de champ électromagnétique, semblables aux nanostructures de l’UA16. La déposition de cuivre17 ou d’argent18,19,20 sur des substrats d’étain pour des applications a été démontrée. Cependant, peu d’études ont été réalisées sur des matériaux composites au/TiN pour les applications. Shiao et coll. ont récemment démontré les applications potentielles des composites au DNFs/étain pour les cellules photoélectrochimiques21 et la dégradation chimique22.

Au peut être synthétisé sur un substrat d’étain en utilisant un FAGRR23. L’état des dépôts des DNFs au sein de l’étain est crucial dans la performance des applications. Cette étude examine la croissance des au DNFs sur un substrat de si recouvert d’étain.

Protocol

1. préparation de l’échantillon Préparation du substrat en étain à l’aide d’un système de pulvérisation de magnétron à impulsion de haute puissance Coupez une plaquette de silicium de type n de 4 pouces dans des échantillons de 2 cm x 2 cm. Lavez les échantillons avec de l’acétone, de l’isopropanol et de l’eau désionisée. Les sécher à l’aide d’un spray N2 pendant 5 min. Placer les échantillons de si lavés d…

Representative Results

La figure 1 illustre les images des préparations d’échantillons au dNFS/Tin/si. La plaquette de silicium était blanc argenté (figure 1a). Le TiN/si était jaune doré et avait une surface homogène (figure 1b), ce qui indiquait le revêtement uniforme d’étain sur la plaquette de silicium. Au DNFs/TiN/si était brun jaunâtre et moins homogène sur la surface (figure 1c</…

Discussion

Dans cette étude, au DNFs avec plusieurs tailles de branches ont été décorées à la surface de TiN/si en utilisant FAGRR. Le dépôt des DNFs de l’UA pourrait être identifié directement par un changement significatif de couleur. L’épaisseur de l’UA DNFs sur l’étain/si a augmenté à 5,10 ± 0,20 μM dans les 15 min, et cette augmentation de l’épaisseur peut être exprimée en utilisant l’équation linéaire suivante: y = 0,296t + 0,649, où le temps variait de 1 à 15 min.

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Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été appuyé par le ministère de la science et de la technologie, Taiwan, sous les numéros de contrat les plus 105-2221-E-492-003-MY2 et la plupart 107-2622-E-239-002-CC3.

Materials

Acetone Dinhaw Enterprise Co. Ltd.,Taipei, Taiwan
Isopropanol Echo Chemical Co. Ltd., Miaoli, Taiwan TG-078-000000-75NL
Buffered Oxide Etch Uni-onward Corp., Hsinchu, Taiwan  UR-BOE-1EA
Chloroauric Acid Alfa Aesar., Heysham, United Kingdom 36400.03
N-Type Silicon Wafer Summit-Tech Company, Hsinchu, Taiwan
High-Power Impulse Magnetron Sputtering System (HiPIMS) Melec GmbH, Germany SPIK2000A 
Scanning Electron Microscope (SEM) JEOL, Japan JSM-7800F
Ion Sputter Coater Hitachi, Japan E-1030
X-Ray Diffractometer (XRD) PANalytical, The Netherlands X'Pert PRO MRD

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Citer Cet Article
Shiao, M., Zeng, J., Huang, H. J., Liao, B., Tang, Y., Lin, Y. Growth of Gold Dendritic Nanoforests on Titanium Nitride-coated Silicon Substrates. J. Vis. Exp. (148), e59603, doi:10.3791/59603 (2019).

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