Name: הכנת Macroporous Epitaxial קוורץ סרטים על הסיליקון על ידי פתרון כימי הפקדת (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 37 s
Description: למד הכנת סרטים אפיטקסיאליים מקרו-נקבוביים של קוורץ על סיליקון באמצעות כימיה רכה. שיטה זו מאפשרת יצירת חומרים פיאזואלקטריים ליישומי חישה מתקדמים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו מומנה בחלקה על ידי פרויקט Peps של תָאוֹן Energie INSIS-CNRS (1D-RENOX) לACG והממשלה הספרדית (MAT2012-35324 ופאי-201460I004).

1. הכנת סול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון של orthosilicate tetraethyl prehydrolyzed (TEOS) היום לפני הכנת סרטי ג&#39;ל במנדף שבאיזון מעבדה ובוחש מגנטי ממוקמים. בשלב זה ובכל רחבי הפרוטוקול ללבוש חלוק מעבדה, כפפות ומשקפי בטיחות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בכוס 50 מיליליטר המכילה בר ערבוב מגנטי מצופה טפלון שוקל 1.68 גרם של CTAB, להוסיף 48.13 מיליליטר של אתנול ו3.00 מיליליטר של 35% HCl, לכסות את הכוס עם זכוכית שעון ומערבבים עד שהוא נמס לגמרי CTAB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 7.37 מיליליטר של TEOS לdropwise הכוס (בשיעור של כ 1-2 טיפות לשנייה) תוך ערבוב, לכסות את הבקבוק עם כוס שעון ולתת לו לעורר O / N. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למחרת, להכין תמיסה מימית 1 M של 2 + Sr. לבצע את זה ואת השלבים הבאים רק לפני הכנת סרטי ג&#39;ל כי פתרון גילאים נוטה מחדש משקעים של מלח Sr. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 6.6654 גרם של SrCl 2 · 6H 2 O לתוך בקבוק נפח 25 מיליליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף מים ultrapure (למשל, מילי-Q) עד 25 מיליליטר (משיק המניסקוס לסימן הבקבוק) ולסגור את הבקבוק עם מכסה פלסטיק ועדינות לנער את הבקבוק כדי לפזר את כלוריד סטרונציום. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 2 מיליליטר של התמיסה המימית 1 M של Sr 2 + לכוס זכוכית 50 מיליליטר מכילה סול שנותר ערבוב O / N. מערבבים את הפתרון עבור 25 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלך את השאריות שנוצרו סופו של דבר על פי פרוטוקולי הגנת בטיחות ואיכות סביבה של המעבדה. </li></ol> 2. (100) מצעים ג&#39;ל סרטי הפקדת על Si <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת מצעים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך לוחות Si של כ 2 סנטימטר על 5 סנטימטר מ2 אינץ &#39;מסוג p (100) פרוסות סיליקון בעובי של 200 מיקרון על ידי ביקוע הרקיק במקביל כיוון או בניצב לדירת הרקיק באמצעות קצה יהלום או קצוות חדים אובייקט. לבצע שלב זה במודעהואנס, למשל ביום שלפני בתצהיר של סרטי ג&#39;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רק לפני התצהיר של ג&#39;לים, לנקות את מצעים עם אתנול ולתת להם יבשים או להשתמש זרימת חנקן או אוויר דחוס כדי להאיץ את הייבוש. לבצע שלב זה בעת שהמתין להשלמת שלב 1.3. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעיל הסרטים. על מנת לקבל מבנה macropore הומוגנית לבצע שלב זה בתנאים של לחות היחסית בין 20% ו -55% ב RT. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקים רצף ציפוי לטבול. בחר את העמדות הראשוניות וסופיות לוקחים בחשבון את האורך בפועל של לוח Si והרמה של הפתרון בכוס, כך שהלוח הוא לפחות 2 סנטימטרים מעל לרמת הפתרון בעמדת הזינוק ו1 סנטימטר מעל תחתית כוס בסוף הטבילה. להגדיר שתי מהירויות טבילה ונסיגה עד 150 מ&quot;מ / דקה. הגדר את זמן טבילה (זמן בעמדה הסופית) לאפס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם השלמת השלב 1.3 מקום הכוס עם כל כךlution בעמדה מרוכזת היטב מתחת ללוח Si התלוי מהזרוע לטבול-coater. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן קצה אחד של לוח Si לזרוע לטבול-coater עם קליפ, הבטחת לוח ניצב ככל האפשר ביחס לאופקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את רצף הציפוי לטבול ושחרר את לוח Si מהזרוע לטבול-coater. חזרו על שלבי 2.2.3 ו2.2.4 בלוחות Si נוספים כדי לייצר יותר סרטים, נזהרים שלא להאריך בהכנות אלה מעבר לשעה 1, על מנת להבטיח כי היציבות של הפתרון לא נפגעת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלך את הפתרונות שכבר נוצרו סופו של דבר על פי פרוטוקולי הגנת בטיחות ואיכות סביבה של המעבדה. </li></ol> 3. ג&#39;ל סרטי התגבשות על ידי טיפול תרמי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפול תרמי של סרטי ג&#39;ל על Si (100). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תכנית תנור לבצע הטיפול התרמי הבא באווירת אוויר: חימום מRT 1,000 מעלות צלזיוס ב 3 מעלות צלזיוס / דקה, מחזיק ב 1000 °; צלזיוס למשך 5 שעות וקירור לRT ב 3 מעלות צלזיוס / דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מצעי Si מצופים לטבול בסירת אלומינה, להציג אותו בתנור ולבצע את הטיפול התרמי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי של הסרטים מגובשים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את הסרטים התגבשו במשך 3 שעות בHNO המרוכז 3 כדי להסיר את ההצטברויות של Sr 2 + שכבר הוגלו אל פני השטח הסרט במהלך הגיבוש ולאחר מכן לשטוף את הסרטים ראשון עם מים ללא יונים ולאחר מכן עם אתנול. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Esser, A. T., Smith, K. C., Gowrishankar, T. R., Vasilkoski, Z., Weaver, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+for+the+intracellular+manipulation+of+organelles+by+conventional+electroportation%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Mechanisms for the intracellular manipulation of organelles by conventional electroportation.</a> Biophys. J. 98 (11), 2506-2514 (2010).</li>
<li>Stava, E., Yu, M., Shin, H. C., Shin, H., Kreft, D. J., Blick, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+fabrication+and+piezoelectric+tuning+of+micro-+and+nanopores+in+single+crystal+quartz%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Rapid fabrication and piezoelectric tuning of micro- and nanopores in single crystal quartz.</a> Lab Chip. 13 (1), 156-160 (2013).</li>
<li>Varshneya, A. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVarshneya%2C+AK+%22Fundamentals+of+Inorganic+Glasses%22">Fundamentals of Inorganic Glasses</a>. , Academic Press. San Diego. (1994).</li>
<li>Christov, M., Kirov, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ratio+of+dissolving+surface+area%2Fgrowing+surface+area+in+the+hydrothermal+growth+of+quartz%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cryst.+Growth%22%5BJournal%5D)">The ratio of dissolving surface area/growing surface area in the hydrothermal growth of quartz.</a> J. Cryst. Growth. 131 (3-4), 560-564 (1993).</li>
<li>Bertone, J. F., Cizeron, J., Wahi, R. K., Bosworth, J. K., Colvin, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+synthesis+of+quartz+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal synthesis of quartz nanocrystals.</a> Nano Lett. 3, 655-659 (2003).</li>
<li>Jiang, Y., Brinker, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+synthesis+of+monodisperse+single-crystalline+alpha-quartz+nanospheres%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Comm%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal synthesis of monodisperse single-crystalline alpha-quartz nanospheres.</a> Chem. Comm. 47 (26), 7524-7526 (2011).</li>
<li>Okabayashi, M., Miyazaki, K., Kono, T., Tanaka, M., Toda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+Spherical+Particles+with+Quartz+Single%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Preparation of Spherical Particles with Quartz Single.</a> Chem. Lett. 34 (1), 58-59 (2005).</li>
<li>Carretero-Genevrier, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft-Chemistry-Based+Routes+to+Epitaxial+%CE%B1-Quartz+Thin+Films+with+Tunable+Textures%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Soft-Chemistry-Based Routes to Epitaxial α-Quartz Thin Films with Tunable Textures.</a> Science. 340 (6134), 827-831 (2013).</li>
<li>Brinker, C. J., Clem, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quartz+on+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Quartz on Silicon.</a> Science. 340 (6134), 818-819 (2013).</li>
<li>Brinker, C. J., Lu, Y., Sellinger, A., Fan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaporation-Induced+Self-Assembly%3A+Nanostructures+Made+Easy%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Evaporation-Induced Self-Assembly: Nanostructures Made Easy.</a> Adv. Mater. 11 (7), 579-585 (1999).</li>
<li>Griffith, C. S., Sizgek, G. D., Sizgek, E., Scales, N., Yee, P. J., Luca, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoporous+Zirconium+Titanium+Oxides.+Part+1%3A+Porosity+Modulation+and+Adsorption+Properties+of+Xerogels%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Mesoporous Zirconium Titanium Oxides. Part 1: Porosity Modulation and Adsorption Properties of Xerogels.</a> Langmuir. 24 (21), 12312-12322 (2008).</li>
<li>Lu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+formation+of+supported+cubic+and+hexagonal+mesoporous+films+by+sol-gel+dip-coating%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Continuous formation of supported cubic and hexagonal mesoporous films by sol-gel dip-coating.</a> Nature. 389 (6649), 364-368 (1997).</li>
<li>Drisko, G. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water-Induced+Phase+Separation+Forming+Macrostructured+Epitaxial+Quartz+Films+on+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Water-Induced Phase Separation Forming Macrostructured Epitaxial Quartz Films on Silicon.</a> Adv. Funct. Mater. 24 (35), 5494-5502 (2014).</li>
</ol>

יש המחברים אין לחשוף.

השיטה שהוצגה היא גישה מלמטה למעלה להפיק סרטי קוורץ macroporous על סי. לעומת השיטה סטנדרטית של הפקת סרטי קוורץ, טכנולוגיה מלמעלה למטה מבוססת על חיתוך וליטוש של גבישים גדולים גדלו hydrothermally, בשיטה המתוארת בפרוטוקול מאפשר קבלת סרטים הרבה יותר רזים עם עובי 150 ו -450 ננומטר בין מה שיכול להיות נשלט עם שיעור נסיגה. כל פרטי הניסוי לגבי השליטה של עובי קוורץ סרטים, ותגובה פיזואלקטריים מדווחים באזכור 8,13. עוביים של סרטי קוורץ מתקבלים על ידי שיטה סטנדרטית לא יכולים להיות מתח...

כאשר חומר פיזואלקטריים כמו α-קוורץ מוגש להטית מתח הוא עובר דפורמציה מכאנית. אם חומר זה הוא נקבובי, שינויי הנפח אלה יכולים להוביל להתרחבות נקבובית או התכווצות, יצירת מערכת מגיבה דומה למה שאפשר לראות בחיים אברונים ביולוגיים. 1 α-קוורץ נקבובי עיוותים הופק באמצעות microfabrication, 2 אבל טכניקות כגון לא יכולה עדיין לייצר מבנים נקבוביות 3-D, וקטרים ​​נקבוביות הם בסדר הגודל של מאות ננומטרים. התגבשות של סיליקה אמורפית המובנה התעכבה בשל התגרענות הומוגניות שנגרמה על ידי אנרגיות גבוהות משטח ועיוות אדריכלית בשל coarsening והתכה. יתר על כן, כיוון שכל הצורות של סיליקה בנויות על SiO 4 רשתות tetrahedral יציבים מאוד, האנרגיות חופשיות של היווצרות של סיליקה אמורפית, α-קוורץ וSiO 2 הפולימורפים אחרים הן כמעט שווים במגוון רחב של טמפרטורות, המצאתי<html> ז זה קשה לייצר α-קוורץ כpolymorph יחיד מההתגבשות של ג&#39;ל סיליקה אמורפית. 3 היבט נוסף שהופך קשה יותר ההתגבשות מבוקרת של סיליקה אמורפית המובנה היא קוורץ המציג שיעור נוקלאציה איטי יחסית אבל שיעור צמיחה מהיר ביותר, דיווח בין 10-94 ננומטר / sec. 4,5 התגרענות איטית בשילוב עם צמיחה מהירה נוטה ליצור גבישים גדולים בהרבה ממבנה nanoporous המקורי, ובכך המורפולוגיה המקורית הולכת לאיבוד. מתכות אלקליות, כגון Na + וLi +, היו בשימוש להתגבש α-קוורץ, לעתים קרובות בשילוב עם טיפול הידרותרמיות. 5,6 כמו כן, Ti 4+ / Ca 2 + שילוב הועסק להתגבש חלקיקים כדוריים של סיליקה ל קוורץ על ידי מסלול כימיה רך באמצעות alcoxides סיליקון. 7 עם זאת, הגיבוש המבוקר של סרט סיליקה אמורפית מובנה לקוורץ נשאר אתגר. &gt; לאחרונה, סטרונציום כבר מצא &quot;jove_content&quot; לזרז את ההתגרענות וצמיחה של גבישי SiO 2 בלחץ הסביבה וטמפרטורות נמוכות יחסית. 8,9 Epitaxy, נובע מההתאמה החיובית בין α-קוורץ והמצע&gt; סיליקון &lt;100, הפקת סרטים דקים פיזואלקטריים בכיוון. מושרה אידוי הרכבה עצמית להפיק סרטי סיליקה mesoporous כבר בשימוש מאז 1999. 10 טכניקה זו נחקרה ויושמה למספר רב של סוכני בניית תבנית בתנאים שונים כדי לייצר נקבוביות בגדלים וmesophases משתנים. זה כבר נמצא כי שינויי subnanometric בגודל mesopore יכולים להיות השפעה דרמטית על דיפוזיה מומסת באמצעות מערכות נקבוביות 11, אימות תשומת לב נרחבת זה להתעמק מבנה. יתר על כן, ניתן להשיג נגישות למערכת הנקבובית סיליקה הפנימית על ידי שליטה על שלב micellar של התבנית. 12 כאן, לא מסלול הסינתזהכובע מאפשר שליטה חסרת תקדים על גודל העובי ונקבובי של שכבות סיליקה אמורפית באמצעות הפרדת שלב רומן באה לידי ביטוי. 13 סרטים אלה הסתננו עם (II) מלחי אב ולα-קוורץ המגובש ב 1000 מעלות צלזיוס תחת אוויר בלחץ הסביבה. הגודל הנקבובית retainable באמצעות תהליך התגבשות זה נקבע, ואת ההשפעה של עובי קיר ועובי סרט היא למדה. לבסוף piezoelectricity וdeformability של המערכת הנקבובית הם למדו.

<table><tbody><tr><td>ציפוי מטבל</td><td>Nadetech&nbsp;</td><td>ND-DC 11/150&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>תנור</td><td>Nabertherm&nbsp;</td><td>R 50/250/12</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ כוח אטומי</td><td>זריז&nbsp;</td><td>פרוסות סיליקון 5500 LS</td><td></td></tr><tr><td></td><td>SHE אירופה בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SrCl2&middot; 6H2O</td><td>Aldrich</td><td>13909</td><td></td></tr><tr><td>CTAB</td><td>Aldrich</td><td>H5582</td><td></td></tr><tr><td>אתנול אבסולוט&nbsp;</td><td>תמיסת Aldrich</td><td>161086</td><td></td></tr><tr><td>HCl 35%</td><td>PanReac</td><td>721019</td><td></td></tr><tr><td>TEOS</td><td>Aldrich</td><td>131903</td><td></td></tr></tbody></table>

הכנת macroporous epitaxial קוורץ סרטים על הסיליקון על ידי פתרון כימי הפקדת

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

עבודה זו מתארת את הפרוטוקול המפורט להכנת סרטי קוורץ אפיטקסיאליים מקרו-נקבוביים פיזואלקטריים על מצעי סיליקון (100). זהו תהליך תלת-שלבי המבוסס על הכנת סול בסינתזה של סיר אחד שלאחריו שקיעה של סרט ג'ל על מצעי Si(100) על ידי הרכבה עצמית המושרה על ידי אידוי בטכניקת ציפוי טבילה ומסתיים בטיפול תרמי של החומר כדי לגרום להתגבשות הג'ל ולצמיחת סרט הקוורץ. היווצרות סיליקה ג'ל מבוססת על תגובה של אורתוסיליקט טטראתיל ומים, המזרזים על ידי HCl, באתנול. עם זאת, התמיסה מכילה שני רכיבים נוספים החיוניים להכנת סרטי קוורץ אפיטקסיאליים מזופוריים מג'ל סיליקה אלה המצופים על Si. יוני אדמה אלקליין, כמו Sr2+ פועלים כחומרי התכת זכוכית המאפשרים התגבשות של סיליקה ובשילוב עם תבנית אמפיפילית של צטיל טרימתילאמוניום ברומיד (CTAB) יוצרים הפרדת פאזה האחראית על המקרופורוזיות של הסרטים. ההתאמה הטובה בין הפרמטרים של תאי הקוורץ והסיליקון חיונית גם בייצוב הקוורץ על פני פולימורפים אחרים של SiO2 והיא במקור הצמיחה האפיטקסיאלית.

ההתקדמות של סינתזת החומר נשלטה על ידי ניטור היבטים שונים. לאחר תהליך טבילת ציפוי אחד יכול לראות את ההיבט של הסרטים, את המראה הסופי של מבנים עקיפה בנקודה משתקפת של לייזר ירוק והסריקה מיקרוסקופית אלקטרונים (SEM) תמונות במצב backscattered אלקטרונים (איור 1 א-ב). לאחר תהליך ההתגבשות חשוב להקליט מיקרוסקופית כוח אטומי (AFM) תמונות טופוגרפיות (איור 1 ג) ודמות מוט מתקבלת על ידי קרן ה- X העקיפה של הסרטים שמצביעה על כך שהיחס...

פרוטוקול מוצג להכנת סרטים אפיטקסיאליים מקרו-נקבוביים פיזואלקטריים של קוורץ על סיליקון על ידי כימיה של תמיסה באמצעות ציפוי טבילה וטיפולים תרמיים באוויר.

הכנת Macroporous Epitaxial קוורץ סרטים על הסיליקון על ידי פתרון כימי הפקדת

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

המטרה הכללית של סינתזה זו היא להכין שכבות אפיתקסיאליות דקות של קוורץ על מצעי סיליקון, דבר החשוב להשגת אינטגרציה בגישת מלמעלה-למטה (bottom-up) בננו-קנה מידה של שני חומרים רלוונטיים עבור טכנולוגיות מידע וחיישנים. המוטיבציה העיקרית לעבודה זו הייתה להשיג אינטגרציה אפיתקסיאלית של שני חומרים רלוונטיים מבחינה טכנולוגית. זוהי הפעם הראשונה שבה הושגה אינטגרציה ישירה של קוורץ על סיליקון באמצעות כימיה רכה.מתודולוגיה זו היא ורסטילית ביותר שכן היא מייצרת סרטים דקים מזו-נקבוביים, נקבוביים ומקרו-נקבוביים, דבר המהווה יתרון רב ליישומים קטליטיים וחיישניים. התכונות החשמליות של סרטים דקים בעלי ליבה זו הן אטרקטיביות ליצירת התקני חיישנים אלקטרומכניים, שכן תדרים של תהודה גבוהה צפויים עבור סרטים שעובם אינו עולה על מיקרון אחד. ראשית, שקלו 1.68 גרם של trimethyl ammonium bromide דק, 48.13 מיליליטר של אתנול. אלו הם 37.90 גרם ושלושה מיליליטר של חומצה כלורית 35%.מדובר ב-3.67 גרם בתוך כלי כימי (beaker) של 100 מיליליטר המכיל מקלט מגנטי מצופה טפלון. כסו את הכלי בזכוכית שעון וערבבו עד שה-trimethyl ammonium bromide המעט נמס לחלוטין. הוסיפו 7.37 מיליליטר של tetraethyl ortho silicate.הוסף 6.88 grams לכלי הכסית בטיפות, לאחר מכן כסה את הבקבוק בזכוכית שעון והשאר את התמיסה בערבוב למשך הלילה. למחרת, הכן תמיסת strontium chloride hexahydrate בריכוז one molar על ידי המסת 6.6654 grams של מלח strontium chloride hexahydrate במי milli Q בתוך בקבוק ארלנמאייר של 25 milliliter.נער בעדינות את הבקבוק עם כמות קטנה של מים מזוקקים (Milli Q) כדי להמיס את מלח הסטרונציום. לאחר שמלח הסטרונציום כלוריד הקסאהידראט התמוסס לחלוטין, מלא את הבקבוק במים מזוקקים (Milli Q) וסגור אותו עם פקק פלסטיק. לאחר מכן, הוסף שני מיליליטרים של תמיסת סטרונציום מימית ריכוז 1M, pH 2+, לכלי זכוכית בנפח 100 מיליליטר המכיל את התמיסה שהושארה בערבוב למשך הלילה.ערבבו את התמיסה למשך 25 דקות. להכנת התשתיות, חתכו לוחות סיליקון בגודל של כ-שני סנטימטרים על חמישה סנטימטרים מסיליקון מסוג P בקוטר של שני אינץ'.הכינו פרוסת סיליקון (wafer) בעלת אוריינטציית 1 0 0 ובעובי של 200 microns על ידי שבירת הפרוסה בכיוון המקביל למישור השטוח (flat) של הפרוסה רגע לפני השקעת הג'לים. נקו את התשתיות באמצעות אתנול, ולאחר מכן השתמשו בזרימת חנקן דחוס כדי להאיץ את תהליך הייבוש.לאחר מכן, הגדירו רצף ציפוי בטבילה (dip coating) על ידי בחירת המיקומים ההתחלתיים והסופיים, תוך התחשבות באורך לוח הסיליקון ובמפלס התמיסה, כך שהלוח יהיה לפחות שני סנטימטרים מעל התמיסה במיקום ההתחלתי וסנטימטר אחד מעל תחתית הכלי. בסיום הטבילה, הגדירו את מהירויות הטבילה וההוצאה ל-150 milliliters per minute ואת זמן הטבילה לאפס. לאחר הכנת התמיסה, הניחו את הכלי עם התמיסה במיקום ממורכז היטב מתחת ללוח הסיליקון התלוי מזרוע מכשיר הציפוי בטבילה.בשלב הבא, בצעו את רצף הציפוי בטבילה. עם הסיום, שחררו את לוח הסיליקון מזרוע מכשיר הציפוי בטבילה. בנקודה זו, תכנתו תנור לביצוע הטיפול התרמי הבא באטמוספירה של אוויר.הניחו את מצעי הסיליקון שעברו ציפוי بطבילה (dip coated) בסירת Illumina והכניסו אותה לתנור. לאחר מכן, בצעו את הטיפול התרמי בהתאם להנחיות הטיפול התרמי. השריגו את הסרטים שהתגבשו למשך שלוש שעות בחומצה חנקית רכזת כדי להסיר משקעים של strontium, two plus שנחשפו על פני השטח של הסרט במהלך הגביש.לבסוף, שטפו את הסרטים תחילה במים דיוניים ולאחר מכן באתנול לאחר השקיעה. המראה הכחלחל-ירקרק של התשתית מעיד על פיזור טוב של strontium two plus על פני הסרט. אם התרחשה הפרדה פאזית המציגה מחזוריות קרובה לאורך הגל של הלייזר, ניתן יהיה להבחין בנקודות עקיפה.בדיקה פשוטה של החומר חושפת הפרדה פאזית הגורמת למבנה של נקבוביות מאקרו ולהתפלגות של strontium two plus בשולי הנקבוביות. תמונת פליטת השדה של מיקרוסקופ אלקטרונים סורק זו חושפת באיזו מידה נשמר מבנה נקבוביות המאקרו הראשוני עם הגביש; מחקרי מיקרוסקופ אלקטרונים חודר ברזולוציה גבוהה בחתך רוחב ועליונים של עקיפת קרני X מאשרים את אוריינטציית ה-1 0 0 של הקוורץ ואת איכותו הגבוהה של הצמיחה האפיטקסיאלית של סרטי קוורץ דקים על מצעי silicon 1 0 0. המודל התלת-ממדי מציג את הקשר האפיטקסיאלי במישור בין סרט הקוורץ (בכתום) למצע הסיליקון (באפור), כפי שנראה לאורך ציר האזור 0 1 1.אם הסרט הוא פייזואלקטרי, הוא יעבור דפורמציה תחת המתח המופעל, וניתן לזהות זאת באמצעות סטיית הקצה בתדר תהודה מסוים באמצעות טכניקת מיקרוסקופיית כוח תגובה פייזואלקטרית. אמפליטודת סטייה זו פרופורציונלית לאמפליטודה של שדה ה-AC המופעל, ומקדם הפייזואלקטרי הוא בסדר גודל של שני TERs לוולט. לאחר צפייה בסרטון זה, אתם אמורים להיות מסוגלים להכין סרטי ליבת Aachi, אך אל תשכחו להשתמש בתמיסת מיצוי טרייה ולעבוד בלחות יחסית נמוכה מ-50%. מתודולוגיה זו יכולה לספק תובנות חדשות לגבי התפקיד הקטליטי והקינטי של מתכти אלקליים במהלך תהליך הגיוון של הסיליקה, מה שמאפשר שליטה בדיוק גבוה יותר על סינתזה של quats בצורות שונות.אחד היתרונות של שיטה זו הוא שניתן לשלב אותה עם טכניקות ננו-פבריקציה מתפתחות או עם ליתוגרפיה קונבנציונלית הנפוצה בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה, וזאת לצורך ייצור התקני חישה.

preparation-macroporous-epitaxial-quartz-films-on-silicon-chemical

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

כאן אנו מתארים שיטה פשוטה functionalization תחמוצת ללא סיליקון גרמניום עם monolayers אורגני תגובתי ולהדגים דפוסים של מצעים עם הדפס של מולקולות חלבונים קטנים. הגישה לחלוטין מגן משטחים מפני התחמצנות כימית, מספק שליטה מדויקת מורפולוגיה תכונה, ומספקת גישה מוכן דפוסי מופלים כימית.

Functionalization לליתוגרפיות רך אוקסיד ללא דפוסים סיליקון גרמניום

סיליקון polycrystalline סרט דק תאים סולריים על זכוכית מיוצרים על ידי הפקדת שכבות בורון וזרחן סיליקון מסוממים ואחריו פסיבציה, פגם גבישים ו metallisation. Plasmonic אור השמנה הוא הציג על ידי יצירת חלקיקים שמייצרת חברת על משטח סיליקון תא כתרים עם רפלקטור מתפזרת וכתוצאה מכך שיפור ~ פוטוני 45%.

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

נהלים שונים המפורטות להכין תבניות מוגדרות אטומי לצמיחת epitaxial של סרטים דקים תחמוצת מורכבת. טיפולים כימיים של SrTiO היחיד גבישים 3 (001) וDyScO 3 (110) מצעים בוצעו להשיג משטחים חלקים אטומי, אחד הסתיימו. Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות שמשו כדי ליצור תבניות מוגדרות אטומי על מצעים שרירותיים.

תבניות מוגדרות אטומי לEpitaxial צמיחה של תחמוצת המורכבת Thin Films

אנו מתארים שיטה לייצור סרטי פולימר בשטח גדול (עד 13 ס"מ קוטר) ואולטרה-דקים (דקים עד 8 ננומטר). במקום להשתמש בשכבת ביניים קורבנית כדי להסיר את הסרט מהמצע שלו, אנו משתמשים בטיפול משטח מגביל את עצמו המתאים לשטחים גדולים באופן שרירותי.

המצאה של שטח גדול שעמדה חופשית Ultrathin פולימריים סרטים

בידוד תופעות חשמליות ותרמיות על דפורמציה בסיוע חשמלי (EAD) הוא מאוד קשה באמצעות דגימות macroscopic. Metallic מדגם מיקרו ננו יחד עם נוהל בדיקה מותאמת אישית פותחו כדי להעריך את ההשפעה של הנוכחי להחיל על היווצרות ללא חימום ג 'אול ואבולוציה של נקעים על דגימות אלה.

שיטה חדשה עבור<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון אלקטרומכני של דגימות ננומטריות

אנו מציגים שיטה מפורטת בדיית צבע דקים סרטים עם תכונות משופרות של ציפויים אופטיים. הטכניקה התצהיר זווית אלכסונית באמצעות המאייד קרן של אלקטרונים מאפשרת שיפור צבע tunability וטוהר. סרטים מפוברק של ג ' נרל אלקטריק ו- Au-סי סובסטרטים נותחו על ידי השתקפות ומדידות, המרת מידע צבע.

ייצור של סרטים צבע דקים עם מאוד קליטת מדיה באמצעות התצהיר זווית אלכסונית

שיטות ייצור משטח בדוגמת הפקדת ננומטר מברשות עבה או מיקרון עבה, תפור סרטים של פולימר שיתוף בלוק azlactone מדווחים. שלבים קריטיים ניסיוני, התוצאות נציג, מגבלות של כל שיטת נידונות. שיטות אלה שימושיים ליצירת בממשקים פונקציונליים עם מאפיינים פיזיים המותאמים תגובתיות משטח tunable.

בדיית משטחים תגובתי עם מברשת, תפור סרטים של פולימרים שיתוף בלוק Azlactone-Functionalized

חישוב תיאורטי ואימות ניסיוני מוצעים להפחתת צפיפות פריקת השחלה (TD) בשכבות גרמניום אפיטקסיאליות עם חללים גליליים למחצה על סיליקון. מוצגים חישובים המבוססים על האינטראקציה של TDs ופני השטח באמצעות כוח תמונה, מדידות TD ותצפיות במיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת של TDs.

חישוב תיאורטי ואימות ניסיוני להפחתת נקעים בשכבות גרמניום אפיטקסיאליות עם חללים סמי-גליליים על סיליקון

המיקרו-איזון בגביש הקוורץ יכול לספק מגוון מדויק וגמיש לסרטים בטווח מיקרון או סאב-מיקרון, הרלוונטי לחקירות בעלי חישה והסביבה, ציפויים ומדעי הפולימר. עובי המדגם משפיע על המידע שניתן להשיג מהחומר במגע עם החיישן.

הכנה לדוגמא במיקרומאזן קריסטל קוורץ מדידות של חלבון ומכניקה פולימר

עבודה זו מציגה פרוטוקול מפורט עבור microfabrication של nanostructured α-קוורץ cantilever על מצע טכנולוגי סיליקון-On-Insulator (SOI) החל הצמיחה האפיטאקסיאלית של סרט קוורץ עם שיטת ציפוי לטבול ולאחר מכן ננו-מבנה של הסרט הדק באמצעות ליטוגרפיה nanoimprint.

Epitaxial ננו מובנה α-קוורץ סרטים על סיליקון: מהחומר למכשירים חדשים

הפרוטוקול הנוכחי מתאר כלים לטיפול במיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית מישורית של סיליקון במהלך טיפולים לשינוי פני השטח באמצעות תצהיר גז ותגובות תמיסה מימיות. ההרכבה של הרכיבים המשמשים לטיפול במכשירים לאורך ההליך מוסברת בפירוט.

כלים לטיפול בפני השטח של מיקרואלקטרודות תוך-קורטיקליות תוך-קורטיקליות מסיליקון

למד הכנת סרטים אפיטקסיאליים מקרו-נקבוביים של קוורץ על סיליקון באמצעות כימיה רכה. שיטה זו מאפשרת יצירת חומרים פיאזואלקטריים ליישומי חישה מתקדמים.

הכנת Macroporous Epitaxial קוורץ סרטים על הסיליקון על ידי פתרון כימי הפקדת

גלה סרטונים נוספים