אנו מציגים את הסינתזה של tetracyanoethylene נדיום ferrimagnet מבוסס האורגני (V [TCNE] x, x ~ 2) באמצעות תצהיר נמוך אדים כימיים בטמפרטורה (CVD). מתכון מותאם זה מניב עלייה בטמפרטורת קירי מ 400 K ליותר מ 600 K ושיפור דרמטי בנכסי תהודה מגנטיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כימית החמקן הפקדת של מגנט אורגני, ונדיום Tetracyanoethylene
במאמר זה
סיכום
תקציר
ההתקדמות האחרונה בתחום של חומרים אורגניים הניבה מכשירים כגון דיודות פולטות אור אורגני (OLEDs) שיש יתרונות לא מצאו בחומרים מסורתיים, כוללים עלות נמוכה וגמישות מכאנית. ברוח דומה, זה יהיה יתרון להרחיב את השימוש בחומרים אורגניים לאלקטרוניקת תדירות גבוהה ואלקטרוניקה מבוססת ספין. עבודה זו מציגה תהליך סינטטי לצמיחה של סרטים דקים של ferrimagnet האורגני טמפרטורת חדר, tetracyanoethylene נדיום (V [TCNE] x, x ~ 2) על ידי תצהיר נמוך אדים כימיים בטמפרטורה (CVD). הסרט הדק הוא גדל ב< 60 ° C, ויכול להכיל מגוון רחב של מצעים, לרבות, אך לא רק, סיליקון, זכוכית, טפלון ומצעים גמישים. בתצהיר קונפורמי הוא תורם מראש בדוגמת ומבנים תלת-ממדיים, כמו גם. בנוסף טכניקה זו יכולה להניב סרטים עם עובי הנע בין 30 ננומטר לכמה מיקרונים. ההתקדמות האחרונהבאופטימיזציה של צמיחת סרט יוצר סרט שאיכויות, כגון טמפרטורה גבוהה קירי (600 K), הומוגניות מגנטית משופרת, וקו-רוחב תהודה פרומגנטיים צר (1.5 G) הבטחת מופע עבור מגוון רחב של יישומים בספינטרוניקה ואלקטרוניקה מיקרוגל.
מבוא
Tetracyanoethylene מבוסס המוליכים למחצה האורגני ferrimagnetic נדיום (x, x ~ 2 V [TCNE]) הזמנת מוצגי טמפרטורת חדר מגנטית ומבטיחה את היתרונות של חומרים אורגניים עבור יישומי magnetoelectronic, כגון גמישות, ייצור בעלות נמוך, וtunability הכימי. מחקרים קודמים הראו פונקציונלי במכשירי spintronic, כוללים שסתומי ספין אורגניים / אורגני 1,2 וכל-אורגניים היברידיים 3, וכמו מקטב ספין בheterostructure מוליכים למחצה אורגני / אורגני פעיל 4. בנוסף, V [TCNE] x ~ 2 הוכיח הבטחה להכללה באלקטרוניקה תדירות גבוהה בשל linewidth התהודה פרומגנטיים הצר מאוד שלה 5.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. סינתזה והכנה של מבשרי
- הכנת [4 N Et] [V (CO) 6] 23
- בתא כפפות חנקן, לחתוך 1.88 גרם של נתרן מתכת ל~ 40 חתיכות ומערבבים עם 14.84 גרם של anthracene ב320 מיליליטר של tetrahydrofuran נטול מים (THF) בL 1 שלושה-צוואר בקבוק עגול תחתון.
זהירות: שתי מתכת נתרן וtetrahydrofuran הם דליקים מאוד. - מערבבים את הפתרון עבור 4.5 שעות ב RT תחת אווירת חנקן עד לפתרון כחול עמוק של ....
- בתא כפפות חנקן, לחתוך 1.88 גרם של נתרן מתכת ל~ 40 חתיכות ומערבבים עם 14.84 גרם של anthracene ב320 מיליליטר של tetrahydrofuran נטול מים (THF) בL 1 שלושה-צוואר בקבוק עגול תחתון.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
השיטה הראשונה והקלה ביותר לקביעה אם בתצהיר הוא מוצלח היא לעשות בדיקה ויזואלית של הסרטים. הסרט אמור להופיע סגול כהה בגימור ראי שהוא אחיד על פני מצעים. אם יש כתמים על פני השטח של המצע שבו אין V [TCNE] x ~ 2 או שזה קל יותר בצבע, אז זה סביר בשל נוכחותם של ממסים או זיהומים אחרים על פני השטח המצע. בנוסף הסרט צריך להיות אטום. אלא אם כן סרט דק הופקד על פרק זמן קצר של כמה דקות בלבד, סרטים שקופים לעתים קרובות אומר שאולי היה בעיה עם קצב הזרימה של המבשרים במהלך התצהיר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
הפרמטרים המרכזיים ל[ TCNE] x ~ 2 בתצהיר V כוללים טמפרטורה, זרימת גז מוביל, לחץ, ויחס של מבשרים. בגלל הגדרת שיקוע הכימי אינה זמינה מסחרי פרמטרים אלה צריכים להיות מותאמים לכל מערכת. מחקר קודם על ידי אל שמעה et. גילה כי יש לו את הטמפרטורה ההשפעה הגדולה ביותר על שיעור סובלימציה של מבשר TCNE 26. הטמפרטורה יכולה להיות שונה הן על ידי הערך שנקבע בבקר הטמפרטורה וגם על ידי ביצוע התאמות למרווח החוט על סליל החימום ובתור שכזו צריכה להיות מכוילת .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
יש המחברים אין לחשוף.
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי NSF גרנט מס 'DMR-1207243, תכנית NSF MRSEC (DMR-0,820,414), DOE גרנט מס' DE-FG02-03ER46054, וOSU-המכון לחקר חומרים. המחברים מודים המעבדה נאנומערכות באוניברסיטת אוהיו, וסיוע טכני מCY קאו וCY חן.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Equipment | |||
| Nitrogen Glovebox | Vacuum Atmospheres | Omni | steps שנעשים בתא כפפות חנקן ניתן לבצע גם בתא כפפות ארגון |
| 1 L בקבוק תחתון עגול בעל שלושה צווארים | קורנינג | 4965A-1L | |
| 500 מ"ל בקבוק תחתון עגול | Sigma Aldrich | 64678 | |
| תחנת שאיבה ואקום טורבו | Agilent Varian | G8701A-011-037 | |
| זכוכית Stopcock | Kontes 185000-2440 | ||
| זכוכית דו כיוונית צינור חיבור | קורנינג | 8940-24 | קורנינג פיירקס (R) 105 מעלות מתאם צינור זוויתי עם דו כיווני 24/40 סטנדרטי מתחדד משותף |
| Coldfinger | חלק מותאם אישית תוצרת OSU כימיה חנות זכוכית | ||
| ארגון Glovebox | אטמוספרות ואקום | Nexus I | |
| מערבל פלטה חמה | קורנינג | 6795 | |
| מצנן תרמו-אלקטרי | מתקדם בקר טמפרטורה תרמו-אלקטרי | TCP-50 | |
| מתקדם תרמו-אלקטרי | TLZ10 | למצנן TE | |
| ספק כוח | תרמו-אלקטרי מתקדם | PS-145W-12V | עבור מצנן ובקר טמפרטורה מבית TE |
| בקר טמפרטורה | J-Kem דגם מדעי | 150 | לסליל |
| חימום חוט חימום | חברת חוטי שקנאי | Nichrome 60 | |
| חתיכות | תוצרת חנות זכוכית OSU כימיה | ||
| משאבת ואקום | BOC Edwards | XDS-5 | מחובר להגדרת CVD |
| מד זרימה | גילמונט | GF-2260 | |
| שסתום מיקרומטר | גילמונט | 7300 | שולט בזרימת הארגון מעל |
| שסתום מיקרומטר | Gilmont | 7100 | שולט בזרימת ארגון מעל V(CO)6 |
| צינורות | Tygon | R3603 | 1/8 בקירות, מחובר בין שסתומים ומונה |
| תלת כיווני Stopcock | Nalgene | 6470 | המשמש להתאמת קצבי הזרימה |
| מד | Matheson | 63-4105 | מתחבר לחלק העליון של <חזק>איור 1 חלק |
| מגנטומטר SQUID | עיצוב קוונטי | MPMS-XL | |
| EPR | Bruker | Elexsys | |
| PPMS | עיצוב קוונטי | 14T PPMS | |
| מד מקור | Keithely | 2400 | |
| <חזק>חומרים | |||
| נתרן מתכת | סיגמא אולדריץ' | 262714 | |
| אנתרסן | סיגמא אולדריץ' | 141062 | |
| נטול מים טטרה-הידרופוראן | סיגמא אולדריץ' | 186562 | |
| ונדיום(III) כלוריד טטרה-הידרופוראן קומפלקס | סיגמא אולדריץ' | 395382 | |
| פחמן גז חד חמצני | OSU חנויות | 98610 | |
| טטרה אתילאמוניום ברומיד | סיגמא אולדריץ' | 241059 | |
| חומצה זרחתית | סיגמא אולדריץ' | 79622 | |
| מתנול | סיגמא אולדריץ' | 14262 | |
| שמן סילקון | סיגמא אולדריץ' | 146153 | |
| כדורי נחושת | חתוכים מחוטי נחושת רזרביים | ||
| Tetracyanoethylene | Sigma Aldrich | T8809 | |
| זכוכית שקופיות | חותם זהב | 3010 | |
| פחם פעיל | Sigma Aldrich | 242276 | |
מקורות
- Yoo, J. W., et al. Spin injection/detection using an organic-based magnetic semiconductor. Nat. Mater. 9, 638-642 (2010).
- Li, B., et al. Room-temperature organic-based spin polarizer. Appl. Phys. Lett. 99, 153503(2011).
- Li, B., Kao, C. Y., Y....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
