אנו מתארים את השיטה הניסיונית להפקיד סרטים דקים תחמוצת nanostructured ידי תצהיר ליזר פעם שבריר שני (PLD) בנוכחות גז רקע. באמצעות שיטה זו אל מסומם ZnO סרטים (אזו), מקומפקטית לצורה היררכית כמו יערות ננו עץ, יכול להיות מופקד.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
ייצור של ננו מהונדס תחמוצות שקופות לנהל בתצהיר ליזר פעם
במאמר זה
סיכום
תקציר
הפקדת השבריר השני פעמה ליזר (PLD) בנוכחות גז רקע מאפשרת תצהיר של תחמוצות מתכת עם מורפולוגיה, מבנה, צפיפות והרכב מתכונן על ידי שליטה נכונה של דינמיקת התפשטות פלומת הפלזמה. צדדי כזו יכולה להיות מנוצל כדי להפיק סרטי nanostructured מהקומפקטי והדחוס לnanoporous המאופיין בהרכבה היררכית של אשכולות בגודל ננו. בפרט אנו מתארים את המתודולוגיה המפורטת לפברק שני סוגים של סרטי אל המסומם ZnO (אזו) כאלקטרודות שקופות בהתקני פוטו: 1) בשעת 2 O לחץ נמוך, סרטים קומפקטיים עם מוליכות חשמלית ושקיפות אופטית קרובה למדינה של האמנות תחמוצות ניהול שקופות (TCO) ניתן להפקיד בטמפרטורת חדר, כדי להיות תואם עם חומרים רגישים תרמי כגון פולימרים המשמשים photovoltaics האורגני (OPVs), 2) מבנה היררכי קל מאוד פיזור דמויים יער של ננו עצים הן לדרבןuced בלחצים גבוהים יותר. מבנים כאלה להראות גורם אובך גבוה (> 80%) ועשויים להיות מנוצלים כדי לשפר את יכולת לכידת האור. השיטה שתוארה כאן לסרטי אזו יכולה להיות מיושמת על תחמוצות מתכת אחרות רלוונטיות עבור יישומים טכנולוגיים כגון Tio 2, אל 2 O 3, WO 3 וAg 4 O 4.
מבוא
תצהיר ליזר פעם (PLD) מעסיק אבלציה ליזר של יעד מוצק שגורם להיווצרות של מיני ablated פלזמה שיכולה להיות מופקד על מצע לגדול סרט (ראה תרשים 1) 1. אינטראקציה עם אווירת רקע (אינרטי או ריאקטיבי) ניתן להשתמש כדי לגרום נוקלאציה אשכול הומוגנית בשלב הגז (ראה איור 2) 2,3. האסטרטגיה שלנו לסינתזת חומר על ידי PLD מבוססת על הכוונון של מאפיינים מהותיים בגישה מלמטה למעלה על ידי שליטה על דינמיקת הפלזמה שנוצרה בתהליך PLD בזהירות. גודל אשכול אנרגיה, קינטית והרכב יכולים להיות מגוונת על ידי הגדרה נכונה של פרמטרים המשפיעים על צמיחה בתצהיר סרט ותוצאה בשינויים מורפולוגיים 4.5 ומבניים. על....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הכנת מצע
- לחתוך 1 הסנטימטר x 1 סנטימטר ממצעי סיליקון רקיק סי, הסיליקון הוא טוב לאפיון SEM (תצוגת מטוס וחתך).
- לחתוך 1 סנטימטר זכוכית 1 סנטימטר (סודת לימון, עובי 1 מ"מ), זכוכית היא אופטימלית לאפיון אופטי וחשמלי.
- אם אנשי קשר יש צורך במצעי זכוכית, קשר Au ניתן התאדה בואקום באמצעות מסיכה. הפקדה 10 ננומטר של CR כinterlayer כדי לשפר את ההידבקות של Au, 50 ננומטר ההפקדה של Au.
- לחתוך 1 סנטימטר x 1 סנ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
התצהיר של אזו ידי PLD באווירת חמצן מייצר סרטי ניהול שקופים קומפקטיים בלחץ נמוך רקע גז (כלומר 2 אבא) ומבני יער דמוי mesoporous היוו באשכולות התאספו היררכי בלחצים גבוהים (כלומר 160 אבא). החומר היווה ידי תחומי nanocrystalline גודלם מקסימאלי הוא (30 ננומטר) בשעת 2 22 אבא.
עקב התנגשויות בין מיני ablated וגז הרקע, הצורה והאורך של פלומת הפלזמה משתנות באופן משמעותי עם לחץ החמצן בתא. (ראה סכמה.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
צורת פלומת הפלזמה היא קשורה קשר הדוק לתהליך אבלציה, במיוחד בנוכחות של גז; ניטור פלומת הפלזמה על ידי בדיקה חזותית חשוב לשלוט בתצהיר. בעת הפקדת תחמוצת מתכת על ידי ablating יעד תחמוצת, חמצן דרוש כדי לתמוך בהפסדי חמצן במהלך תהליך אבלציה. ברקע לחץ גז חמצן נמוך יותר, חומר המופקד עשוי להיות פנוי חמצן. השפעה זו היא מופחתת על ידי הגדלת לחץ הגז. כדי להפריד Stoichiometry מתערובות גז מורפולוגיה (כלומר ער: O 2 או הוא: O 2) ניתן להשתמש: גז אינרטי לכוון מורפולוגיה .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שם מגיב / חומרים | חברה | מספר קטלוגים | |
| ליזר פעם | רצף-Quantronix | Powerlite 8010 | |
| מד כוח | קוהירנט | FieldMaxII-TO | |
| היון Gun | הגמל השלם Dep | RFMax60 | |
| בקר זרימה המונית | הח"כים | 2179 ° | |
| Microbalance קוורץ קריסטל | Infcon | XTC / 2 | |
| גז רקע | Rivoira-Praxair | 5.0 חמצן | |
| יעד | הקורט Lesker | (עשה על פי בקשה) | |
| Isopropanol | סיגמה אולדריץ | 190764-2L | |
| מקור מטר | Keithley | K2400 | |
| מגנט קיט | Ecopia | 0.55T-Kit | |
| ספקטרופוטומטר | PerkinElmer | למבדה 1050 |
מקורות
- Pulsed Laser Deposition of Thin Films. Chrisey, D. B., Hubler, G. K. , John Wiley & Sons. New York. (1994).
- Lowndes, D. H., Geohegan, D. B., Puretzky, A. A., Norton, D. P., Rouleau, C. M. Synthesis of novel thin-film materials by pulsed laser deposition. Science. 273, 898(1996).
- Di Fonzo, F., Bailini, A., Russo, V., Baserga, A., C....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
תגיות
