אנו מדווחים שיטה פשוטה לבודת מערך צפיפות ultrahigh של nanowires האורגני הקטן מולקולרי מסודרים בצורה אנכית. שיטה זו מאפשרת לסינתזה של גיאומטריות מורכבות heterostructured היברידי nanowire, שניתן לגדל ביוקר על מצעים שרירותיים. מבנים אלו יישומים פוטנציאליים באלקטרוניקה אורגנית, אופטו, חישה כימית, photovoltaics וספינטרוניקה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מערך צפיפות ultrahigh של nanowires אורגני קטן מולקולרי בציר אנכי על מצעים שרירותיים
במאמר זה
סיכום
תקציר
בשנים האחרונות מוליכים למחצה אורגניים π-מצומדות צמחו כחומר פעיל במספר יישומים שונים, כולל מציג שטח גדול, בעלות נמוכה, photovoltaics, אלקטרוניקה להדפסה וגמישה ושסתומים ספין אורגניים. אורגניקס לאפשר (א) עיבוד בעלות נמוכה, בטמפרטורה נמוכה ו( ב) עיצוב מולקולרי ברמה של מאפייני תחבורה אלקטרוניות, אופטיים וספין. תכונות אלה אינן זמינות עבור מוליכים למחצה אורגניים מהזרם המרכזי, אשר אפשרו אורגניים לגלף נישה בשוק האלקטרוניקה סיליקון הנשלט. הדור הראשון של מכשירים מבוססי אורגניים התמקד בגיאומטריות סרט דקים, שגודלו על ידי שיקוע פיזי או עיבוד פתרון. עם זאת, זה כבר הבין שניתן להשתמש בו ננו האורגני כדי לשפר את הביצועים של יישומים הנ"ל ומאמץ ניכר הושקע בחקר שיטות לייצור nanostructure אורגני. t "> כיתה מעניינת במיוחד של ננו האורגני היא אחד שבו בכיוון אנכי nanowires האורגני, או צינורות nanorods מאורגנים במערך מאורגן היטב, בצפיפות גבוהה. מבנים כאלה הם תכליתי מאוד והם ארכיטקטורות מורפולוגיים אידיאליות עבור יישומים שונים כגון כחיישנים כימיים, nanoantennas מפוצל דיפול, התקני פוטו עם nanowires רדיאלית heterostructured "ליבת קליפה", והתקני זיכרון עם גיאומטריה צולבת נקודה. ארכיטקטורה כזו היא בדרך כלל הבינה בגישה מכוונת תבנית. בעבר בשיטה זו כבר משמש לגידול מתכת ומערכי nanowire מוליכים למחצה אורגניים. לאחרונה π-מצומדות nanowires הפולימר כבר גדל בתוך תבניות nanoporous. עם זאת, יש לו גישות אלה בהצלחה מוגבלת nanowires ההולכים וגדל של חומרים אורגניים משקל מולקולרי קטנים π-מצומדות חשובים מבחינה טכנולוגית, כגון טריס- 8-hydroxyquinoline אלומיניום (ALQ 3), rubrene וספידanofullerenes, המשמשים בדרך כלל בתחומים מגוונים, כולל תצוגות אורגניות, photovoltaics, טרנזיסטורים סרט דקים וספינטרוניקה.
לאחרונה הצלחנו להתייחס לנושא הנ"ל על ידי שימוש בגישה חדשנית "צנטריפוגה בסיוע". שיטה זו ולכן מרחיבה את הספקטרום של חומרים אורגניים שיכול להיות בדוגמת במערך nanowire הורה בצורה אנכית. בשל החשיבות הטכנולוגית של 3 ALQ, rubrene וmethanofullerenes, ניתן להשתמש בשיטה שלנו כדי לחקור כיצד nanostructuring של חומרים אלה משפיע על הביצועים של התקנים אורגניים כאמור לעיל. מטרת מאמר זה היא לתאר את הפרטים הטכניים של הפרוטוקול הנ"ל, להדגים כיצד ניתן להרחיב את התהליך הזה לגדול nanowires האורגני קטן מולקולרי על מצעים שרירותיים ולבסוף, כדי לדון בשלבים הקריטיים, מגבלות, שינויים אפשריים, בעיות יישומי ירי ובעתיד.
מבוא
שיטת תבנית בסיוע משמשת בדרך כלל לייצור של מערכי nanowire בכיוון אנכי 1-3. שיטה זו מאפשרת ייצור פשוט של גיאומטריות nanowire מורכבות כגון צירי 4-6 או רדיאלית 7 superlattice nanowire heterostructured, שהם לעתים קרובות רצויים ביישומים אלקטרוניים ואופטיים שונים. בנוסף, מדובר בשיטת nanosynthesis בעלות נמוכה, מלמטה למעלה עם תפוקה גבוהה וצדדי. כתוצאה מכך, מכוונת תבנית שיטות צברו פופולריות עצומה בקרב חוקרים ברחבי העולם 2,3.
הרעיון הבסיסי של "שיטת תבנית מכוונת" הוא כדלקמן. ראשית תבנית היא מפוברקת, שמכילה מערך של nanopores הגלי....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כאמור, שני השלבים העיקריים בתהליך הייצור מבוסס AAO הם (א) סינתזה של התבנית הריקה בAAO שרירותי (בעיקר מוליך ו / או שקוף) מצעים (תיאור סכמטי באיור 1) ו (ב) גידול של קטן nanowires האורגני המולקולרי בתוך nanopores של תבנית AAO (איור 2). בסעיף זה אנו מספקים תיאור מפורט של תהליכים אלה.
1. צמיחה של (AAO) תחמוצת אלומיניום anodic תבניות על מצעי אלומיניום מוליך
- ליצור תבניות אלומיניום nanoporous ידי רדידי אלומיניום ליטוש ראשונים ולאחר מכן של פרופיל....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
כפי שמעיד הנתונים המוצגים להלן (איורים 5, 6), שיטת ליהוק טיפת סיוע צנטריפוגות זה מייצרת nanowires הרציף. את nanowires, מפוברק בתוך הנקבובית של תבנית AAO, מיושרים אנכי, אחיד, וחשמלי מבודד זה מזה עם תחתית כתרים. הקוטר של nanowires נקבע על ידי הקוטר של הנקבוביות בתבנית. הם יכולים להיות מפוברקים בהצלחה בכמה מצעים שונים, אשר יובילו ליישום הפוטנציאל של מבנים אלה במכשירים רבים המפורטים בהמשך.
כי תוצאות .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
תמונה גופנית לצמיחה Nanowire
חשוב קודם להבין את שיטת הגידול של nanowires האורגני באופן מלא. ברגע שאנחנו יודעים בדיוק איך הם גדלים ויוצרים את עצמם בנקבוביות שאנחנו יכולים להשתמש בשיטה זו בתצהיר למהנדס ננו, מכשירים וחומרים. בעבר, nanowires הפולימר כבר מפוברק באמצעות הליך הרטבת התבנית ללא סיוע של צנטריפוגות, אבל עבור כמה חומרים כגון מולקולות אורגניות קטנות, מצאנו את זה כדי להיות יעיל. בשל כימיה של פני השטח בין הפתרון ו.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
תודות
עבודה זו נתמכה כלכלית על ידי NSERC, CSEE, nanobridge וTRLabs.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>ריאגנטים | |||
| טולואן | פישר סיינטיפיק | T324-4 | |
| 68% חומצה חנקתית | פישר סיינטיפיק | A200-212 | |
| 85% חומצה זרחתית | פישר סיינטיפיק | A242-4 | |
| 10% חומצה כרומית | RICCA Chemical Company | 2077-32 | |
| 10% חומצה אוקסלית | אלפא Aesar | FW.90.04 | |
| כלורופורם | פישר סיינטיפיק | C607-4 | |
| יריעות אלומיניום | אלפא Aesar | 7429-90-5 | |
| PCBM | Nano-C | Nano-CPCBM-BF | |
| Alq3 | סיגמא אולדריץ' | 444561-5G | |
| Rubrene | Sigma Aldrich | 551112-1G | |
| <חזק>ציוד | |||
| אטומית חזק>FlexAL (ALD) | מכשירי | לתצהיר של מערכת התזה PVD TiO2 | |
| קורט ג'יי לסקר | לתצהיר של Au & Al | ||
| Flat | Cell Princeton Applied Research | K0235 | לאנודיזציה של |
| צנטריפוגת | HERMLE Labnet | Z206 A | לתצהיר של ננו-חוטים אורגניים |
מקורות
- Martin, C. R. Nanomaterials: a membrane-based synthetic approach. Science. , (1994).
- Pramanik, S., Kanchibotla, B., Sarkar, S., Tepper, G., Bandyopadhyay, S. Electrochemical Self-Assembly of Nanostructures: Fabrication and Device Applications. Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. 13
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
