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

Ce protocole est une méthode simple, rapide et de dépôt d’électrolyses pour préparer des nanoforests dendritiques d’or sur un substrat en silicium enduit de nitride de titane. Les principaux avantages de cette technique sont sa simplicité et sa vitesse. Les nanoforests dendritiques dorés peuvent induire des points chauds plasmoniques et améliorer les réactions photocatalytiques plasmoniques.

On peut également utiliser cette procédure pour préparer les nanoforests dendritiques des métaux en alliage tels que l’argent. La démonstration vidéo facilite l’accent sur les détails essentiels de l’expérience. Pour commencer la procédure, couper 10 morceaux de deux par deux centimètres de gaufrette de silicium de type n.

Sonicate les échantillons de silicium pendant cinq minutes chacun dans l’acétone, l’alcool isopropyle, et l’eau déionisée dans l’ordre. Séchez les échantillons pendant cinq minutes sous un jet de gaz azoté. Ensuite, placez les échantillons de silicium propres et secs dans un porte-échantillon et mettez le support dans une chambre d’échantillon HiPIMS.

Placez une cible de titane de quatre pouces de diamètre sur une cathode pulvérisante HiPIMS, et pompez la chambre HiPIMS à huit fois 10 à six torrs négatifs. Déposez une couche de titane de 50 nanomètres sur les échantillons de silicium. Ensuite, déposez le nitride de titane pour atteindre une épaisseur totale de nitride de titane d’environ 300 nanomètres.

Lorsque le dépôt de nitride de titane est terminé, combiner 240 microlitres d’un acide chloroaurique molaire, huit millilitres de six à un etch d’oxyde tamponné, et 15,76 millilitres d’eau déionisée dans un récipient en polytétrafluoroéthylène. Immerger un substrat dans la solution d’acide chloroaurique pendant exactement trois minutes, puis le laver avec de l’eau déionisée. Séchez l’échantillon sous un flux de gaz azoté et incubez-le à 120 degrés Celsius pendant cinq minutes.

Répétez ce processus pour chacun des substrats enduits de nitride de titane restants. Lorsque la préparation de l’échantillon est terminée, caractérisez les échantillons avec la microscopie électronique à balayage et la diffraction des rayons X. La dispersion énergétique de la spectroscopie aux rayons X a confirmé que les structures en or avaient poussé sur des surfaces en silicium enduit de nitride de titane.

Le film de nitride de titane déposé sur la plaquette de silicium était lisse et uniforme. Moins d’une minute après avoir placé l’échantillon dans la solution de croissance, de petits noyaux d’or sont apparus sur l’échantillon avec quelques noyaux plus gros qui ressemblaient à des oursins. Des structures unifassantes ont été observées après trois minutes de croissance, les ramifications se produisant après cinq minutes de croissance.

Après 10 minutes, la nanoforeste dendritique couvrait toute la surface du nitrite de titane. Après 15 minutes, la nanoforeste dendritique était dense et d’environ cinq micromètres d’épaisseur. L’épaisseur de nanoforeste dendritique de l’or s’est trouvée pour augmenter linéairement avec le temps de synthèse.

Les pics d’or dans la diffraction des rayons X ont également augmenté au fil du temps tandis que les signaux de nitrite de titane ont disparu au fur et à mesure que la synthèse progressait. Les choses les plus importantes à retenir lors de la tentative de cette procédure est le taux de composition et un PH de solution, aussi effectuer la méthode de dépôt. Il est possible de fabriquer des DNF et d’autres substrats recouverts de nitrite de titane tels que le silicone de silice, le verre conventionnel, le verre ITO, et le verre FDO pour diverses applications.

Il faut être prudent lors de la manipulation des échantillons, car il est facile d’enlever les DNF dorés des substrats de silicium nitrite de titane si l’or DNF il est assez malade. N’oubliez pas de porter de l’équipement de protection individuelle lorsque vous travaillez avec de l’oxyde tampon, qui contient du fluorure d’hydrogène.