Name: בתפזורת, סרט דק סינתזה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה Variant מאלכוהול (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-29T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: למדו שיטת סינתזה לתחמוצות מיוצבות אנטרופיה באיכות גבוהה בתפזורת וסרט דק. הטכניקה מאפשרת כיוונון כימי רחב לחקר השפעת אי הסדר על תכונות מגנטיות ארוכות טווח.

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

playerTrialDesktop

עבודה זו הייתה מומן בחלקו על ידי מענק הקרן הלאומית למדע לא. DMR-0420785 (XPS). אנו מודים מישיגן מרכז של אוניברסיטת מישיגן על אפיון חומרים, (MC)2, עבור סיועו עם XPS והמעבדה אוניברסיטת מישיגן ואן Vlack עבור XRD. כן נרצה להודות תומאס Kratofil לסיוע שלו עם צובר חומרי הכנה.

התראה: ללבוש נחוץ ציוד מגן אישי (עיקרון השוויון הפוליטי) כולל פאיתאי, מכנסיים באורך מלא, בטיחות משקפיים, מסיכת סינון חלקיקים, חלוק, כפפות כמו תחמוצת אבקות מהווים סיכון עבור קשר גירוי בעור וגירוי קשר עין. להתייעץ עם כל גליונות נתונים בטיחות חומרים רלוונטיים לפני תחילת עבור דרישות נוספות של עיקרון השוויון הפוליטי. סינתזה צריך להיעשות עם השימוש של פקדים הנדסה כגון ברדס fume.
1.. צובר סינתזה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה
<ol><li>
חישוב מסת תחמוצת בוחרים אבקות
	<ol>
<li>מעריכים הרצוי המסה הכוללת של המטרה על ידי הכפלת לנפח הרצוי הצפיפות הממוצעת של תחמוצות בינארי המרכיבים אותה. <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq3v2.jpg"> <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq4.jpg"> איפה <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq5.jpg"> , <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq6.jpg"> השבר השומה, הצפיפות של <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq7.jpg"> th רכיב. 1."קוטר (2.54 ס מ), ⅛" דוגמת עבה (0.3175 ס מ), אמצעי האחסון המטרה הוא <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq8.jpg"> 1.7 ס מ3.</li>
		<li>לקבוע את השומות הנדרשת של כל רכיב על-ידי חלוקת המיסה למטרה זו על ידי המסה טוחנת הממוצע של תחמוצות בינארי המרכיבים אותה. <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq9v2.jpg"> <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq10.jpg"> איפה <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq11.jpg"> הוא המסה טוחנת של <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq7.jpg"> th רכיב. להמיר את המספר של שומות, <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq12.jpg"> , חזרה ל גרם על ידי <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq13.jpg"> הערה: המוני המרכיבים ויצירות יישוב של החומרים מסונתז כאן ניתנים בטבלאות 1 ו- 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preprocessing באבקות תחמוצת
	<ol>
<li>ניקוי של אגת שהעקב ופצצות מרגמה על ידי חריטה עם 20 מ של aqua regia (עב ס3 + 3 HCl). שופכים החומצה לתוך המליטה, לטחון עם איחדו עד החלק התחתון הוא ברור. להיפטר החומצה כראוי, לשטוף עם מים.</li>
		<li>לשלב 0.559 גר' MgO, 1.103 גר' CoO, g 1.035 של האלוהות, 1.103 גר' CuO ו- g 1.129 באבקות ZnO (עבור הרכב equimolar) שבחומר המליטה נקי.</li>
		<li>באמצעות איחדו את נקייה, לטחון את האבקה באמצעות תנועות עם כיוון השעון עבור 20 סיבובים, ואז פונה 20 נגד כיוון השעון. חזור על תהליך זה מרית מתכת נקייה כדי להסיר את אבקת צדי המליטה ולצחצח את האבקה אל המרכז של חומר המליטה לפחות 45 דקות שימוש. הערה: אבקת ערבוב וגריסה הושלמו בעת האבקה היא הומוגנית אפור-שחור בצבע, מופיעה דק הקרקע, ואני מרגיש חלקה.</li>
		<li>להעביר את האבקה לתוך מיכל נקי, sealable להעברה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
צניפה קרמיקה דחופים התראה: ללבוש כפפות בטיחות משקפיים כאשר בהרכבת ה מת ובזמן העיתונאים הוא בשימוש. בצע שלבים הרכבה וניקוי למות כולו על משטח נייר נקיה. הרכיבים המשמשים מוצגים באיור2.<ol>
<li>לשמן את הצדדים ואת הפנים הפנימי של הבוכנה התחתונה קטן (שכותרתה C ב איור 2a ו- 2b) של המבלט עם שמן מינרלי והכנס לתוך הגליל למות עד שזה יהיה מיושר עם התחתון.</li>
		<li>גליל נייר שוקלים לתוך החלל של המבלט כך צדי הקובייה מכוסים. שופכים את האבקה לתוך החלק התחתון של הקובייה. מבלי לאפשר הבוכנה קטן ייפול לי ה מת, טפח בעדינות את החלק על הדלפק כדי להסיר את כל כיסי אוויר ורמת האבקה. הסר בזהירות את הנייר השקילה.</li>
		<li>להוסיף כמות קטנה של אצטון האבקה בחלל של הקובייה כדי ליצור של slurry. הדבר מאפשר זרימה תבואה ואילו המטרה תחת לחץ מעכבת היווצרות של חללים.</li>
		<li>לשמן את הצדדים ואת הפנים הפנימי של המשאבה (חלק ב' ב איור 2a ו- 2b) בשמן פרפין, להיות זהירים כדי לא להפריע את האבקה. להוסיף את החלק הזה לתוך הקובייה. במקום ה מת התאספו לתוך המכונה דחופים בתמונה איור 2 c, כולל הלוחות העליונים והתחתונים (חלקים D באיור 2a ו- 2b) כדי לספק במשטח.</li>
		<li>מקום למות בעיתונות uniaxial קר. לשאוב את הזרוע העיתונות עד 200 מגפ ס. לאפשר לתקשורת לשבת במצב דחוס עבור 20 דקות. הלחץ להירגע עם הזמן כמו האבקה densifies. הוסף לחץ לפי הצורך כדי לשמור על 200 MPa משך זמן דחופים. לנגב כל הממס עודף זה דליפות מתוך ה מת.</li>
		<li>שחרור הלחץ העיתונות. הסר בזהירות את הלוחות העליונים והתחתונים. מקם את הסרת מעטפת ואת להסרת בוכנה כפי שמוצג באיור 2 c. הקש לאט, הסרת החלק הקטן למות מכלול לפני חשיפת המטרה לחוץ. הקש את מכלול בזהירות עד היעד נחשף מן ה מת. הסר בזהירות את הגוף ירוק ואת העברת כור היתוך עבור סינטור.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
סינטור קרמיקה התראה: חומרים היעד לכלותה של טמפרטורות גבוהות. ללבוש כפפות חום עמיד ו מגן הפנים בעת הסרת המכשפות התנור חם.<ol>
<li>השגת של כור אלומינה שתתאים את אבקת לחצה של שכבה 2 מ מ של Yttria-Stabilized אסתטיים (YSZ) 0.1-0.2 מ מ חרוזים. המעיל התחתון של ציד המכשפות עם חרוזים YSZ. הערה: הציפוי צריך להיות כ- 2 מ מ עובי כדי להבטיח כי המטרה לא פנה אל התחתון של הכור.</li>
		<li>לאט ובזהירות להעביר למרכז של ציד המכשפות המטרה לחוץ.</li>
		<li>בזהירות באמצעות מלקחיים ממתכת, תחבורה אל התנור מתיכות ציד המכשפות. מעלה את הטמפרטורה עד 1100 ° C-50 ° C דקות-1. מדבקק את המטרה במשך 24 שעות ביממה ב 1100 מעלות צלזיוס באווירה אוויר.</li>
		<li>בעוד ב 1100 מעלות צלזיוס, הסר המכשפות הכבשן. במהירות באמצעות מלקחיים, להרוות את המטרה במים בטמפרטורת החדר. המטרה להתיז ב-30 ~ s, ואז להסיר אותה מן המים ולהגדיר להתייבש.</li>
		<li>לאחר היעד הוא קריר ויבש, מודדים את צפיפות היעד ולהשוות מהערך תיאורטית, <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq14v2.jpg"> , מחושבת בחלק 1. מודדת את המסה של המטרה על האיזון נעשה שימוש בעבר, למדוד את ממדי באמצעות מחוגה. היחס של צפיפות נמדד על הערך המשוער, <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq15.jpg"> , נותן לצפיפות תיאורטית אחוז. הערה: לאחר הסינתזה, הצפיפות היא בדרך כלל ~ 80% של צפיפות תיאורטי.</li>
		<li>צפיפות גבוהה יותר, regrind המטרה sintered באמצעות שהעקב פצצות מרגמה, חזור על הפעולות בצובר סינתזה מהשלב 1.2.3. לאחר השני סינטור, לקבוע את הצפיפות של המטרה. הערה: בדרך כלל נמדד צפיפות היא <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq16.jpg"> צפיפות התיאורטית, אשר מתאים לייזר פעמו התצהיר (לחמש נשקים).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. לחמש נשקים ESO קריסטל אחד הסרטים
<ol><li>
הכנה היעד
	<ol>
<li>כדורי קרמיקה בצובר מסונתז בשלב 1 ישמש עכשיו התצהיר מקורות (מטרות). לשכלל את target(s) בתנועה סיבובית באמצעות גריסים (320/600/800/1200) מתקדמת SiC נייר עד פני השטח רפלקטיביים ואחידה.</li>
		<li>להציב המטרות על הקרוסלה מסתובבת בתוך החדר ומניחים פיסת נייר צריבה ~ 2 ס"מ על 2 ס"מ על המטרה הסופית בנתיב קרן.</li>
		<li>למדוד את גודל ספוט לייזר על ידי לירות אף יריה על המטרה ומדידת הסימן צריבה הנוצרת לאורך שני הצירים. אם הגודל ספוט היא אינה נכונה, להתאים את התמקדות העדשה (איור 3 א). להתאים את גודל ספוט נמדד עד אליפסה, 0.27 ס"מ x 0.24 ס"מ לאורך שני הצירים מושגת.</li>
		<li>הסר את הנייר צריבה וסגור את הדלת לפינוי. לפנות את החדר באמצעות מגילה יבש roughing משאבת כדי בלחץ של 6.7 הרשות הפלסטינית, באיזה שלב משאבת טורבו יכול להיות טוו עד שיעור של 1,000 הרץ.</li>
		<li>לשאוב החדר כדי בלחץ הבסיס לפחות 1.3 x 10-5 הרשות כפי שהיא נמדדת על ידי מד יון. לאחר שהגעת, להפחית טורבו במהירות של 200 הרץ כדי לאפשר את השימוש בגז תהליך במהלך הגידול.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת הרקע
	<ol>
<li>לנקות יחיד גבישי, צד אחד מלוטש, המצע MgO בעובי 0.5 מ מ על ידי sonication למשך 2 דקות כל טריכלורואתילן כיתה מוליכים למחצה (TCE), מוליכים למחצה כיתה אצטון, ואת טוהר גבוהה אלכוהול איזופרופיל (IPA).</li>
		<li>לנפנף את המצע בגז2 N יבש במיוחד, דחוס, וגם לצרף את המצע גליל המצע (איור 3b) עם כמות קטנה של צבע כסף מוליך חום. לחמם את המצע ואת משטח ° C למשך 10 דקות על פלטה חמה כדי לרפא את הצבע הכסוף.</li>
		<li>בעזרת הכלי העברה חיצוני, מקום בעל המצע על הזרוע העברה בבית הבליעה לטעון את המנעול, חותם ואז לשאוב החדר כדי בלחץ של פחות 1.3 x 10-4 הפלסטינית.</li>
		<li>להעביר את המצע אל החדר הצמיחה על ידי לפתוח את השסתום בין השניים באמצעות הזרוע העברה למקום גליל המצע על מכלול מחמם.</li>
		<li>. משכי את הזרוע העברה בחזרה לתוך המנעול עומס, החותם את השער. . תוריד את החימום באמצעות מכלול בורג בראש הלשכה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
אנרגיית לייזר, הכשרון הערה: התצהיר מופעלת כברירת ההקרנות של לייזר excimer פעמו KrF 248 ננומטר. רוחב פולס לייזר הוא ~ 20 ns.<ol>
<li>למדוד האנרגיה לייזר באמצעות מד האנרגיה להציב נתיב קרן, קצת לפני הכניסה לחדר (איור 3 א). לקבוע את האנרגיה מרושע לאחר בין את פוטודיודה עם 50 פולסים בקצב של 2 הרץ.</li>
		<li>להשתנות המתח עירור לייזר עד אנרגיה הדופק הממוצע של 310 mJ עם ± 10 mJ יציבות. הסר את מד האנרגיה הנתיב בים כדי לאפשר את הלייזר לעבור אל החדר. הערה: באמצעות הנחתה של לייזר של חלון החדר של 10%, תצורת לעיל נותן את הכשרון של 2.55 J ס מ-2. המרחק המצע-יעד בעבודה זו הוא 7 ס מ. הבדל המצע-מטרה שונים עשויים לשנות תנאים אידיאליים התצהיר ושיעור צמיחה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
דפוזיציה
	<ol>
<li>לפני הצמיחה, לחמם את המצע עד 1000 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות ב קצב של 30 מעלות צלזיוס דקות-1 בואקום כדי dehydroxylize את פני השטח של MgO קריסטל. להפחית את הטמפרטורה עד 300 ° C ב- 30° דקות-1 , מאפשרים equilibrate למשך 10 דקות. הערה: הטמפרטורה המדווחת נקבעות על צמד תרמי בגוש מחמם.</li>
		<li>זרימה טוהר גבוהה במיוחד (99.999%) O2 גז לתוך החדר כדי להגיע בלחץ של 6.7 הפלסטינית. הערה: כאשר חמצן עפה לתוך החדר, הלחץ הוא נמדד באמצעות מד של barotron. הגז הוא הציג באמצעות בקר זרימת מסה, כמו חלק ממערכת לולאה סגורה אשר מייצבת קאמרית הלחץ במהלך צמיחה.</li>
		<li>לנקות את המטרות של כל מזהמים הנותרים ולהכין אותם לצמיחה על ידי אבלציה מראש. הגדר את היעד הנבחר רסטר לסובב, כך הלייזר הוא לא מכה באותו המקום בכל פעם, לוודא כי המצע צמצם סגור, ablate היעד עבור 2,000 פולסים בקצב של 5 הרץ. הערה: המטרה כעת מוכנה, המערכת נמצאת על התנאים הנכונים (טמפרטורה, לחץ, הכשרון) עבור התצהיר.</li>
		<li>פתח את התריס לפני התצהיר. על תנאים אלה, פולסים 10,000 ב- 6 הרץ מייצר סרט ~ 80 ננומטר עבה. הערה: את שיעור הגידול נקבע על ידי השתקפות קרני רנטגן ב עבודה קודמות16.</li>
		<li>לאחר התצהיר, להגביר את לחץ חלקי של חמצן כדי 133 הרשות הפלסטינית (1.0 טנדר של גוה של) כדי לעכב היווצרות של חמצן משרות פנויות. להפחית את הטמפרטורה מדגם ל- 40 ° C-10 ° min-1. ברגע מתמלאת 40 ° צלזיוס, לסגור את זרימת החמצן, לאחר הייצוב של לחץ, תפתח את השסתום בין התא צמיחה המנעול עומס. להעלות את החימום, להשתמש בזרוע העברה כדי להסיר את משטח המצע מכלול בחזרה לתוך המנעול עומס.</li>
		<li>לפרוק את המנעול עומס לאווירה ולהסיר את הדגימה באמצעות הכלי העברה חיצוני. הסר את הדגימה גליל באמצעות גילוח פולנית גליל להוריד את הצבע הכסוף הנותרים, הופקד חומר. חזור על הפעולות החל משלב 2.2 לצמיחה סרט נוסף.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Tsai, M. H., Yeh, J. W. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645416306759">High-Entropy Alloys: A Critical Review.</a> Mater Res Lett. 2 (3), 107-123 (2014).</li>
<li>Yeh, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.200300567/abstract">Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes.</a> Adv Eng Mater. 6 (5), 299-303 (2004).</li>
<li>Gao, M. C., Carney, C. S., Dogan, N., Jablonksi, P. D., Hawk, J. A., Alman, D. E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.200300567/abstract">Design of Refractory High-Entropy Alloys.</a> Jom. 67 (11), 2653-2669 (2015).</li>
<li>Gludovatz, B., Hohenwarter, A., Catoor, D., Chang, E. H., George, E. P., Ritchie, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fracture-resistant+high-entropy+alloy+for+cryogenic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications.</a> Science. 345 (6201), 1153-1158 (2014).</li>
<li>Zou, Y., Ma, H., Spolenak, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastrong+ductile+and+stable+high-entropy+alloys+at+small+scales%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Ultrastrong ductile and stable high-entropy alloys at small scales.</a> Nat Commun. 6, 7748(2015).</li>
<li>Poulia, A., Georgatis, E., Lekatou, A., Karantzalis, A. E. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263436815302936">Microstructure and wear behavior of a refractory high entropy alloy.</a> Int J Refract Met Hard Mater. 57, 50-63 (2016).</li>
<li>Rost, C. M., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/ncomms9485">Entropy-stabilized oxides.</a> Nat Commun. 6, 8485(2015).</li>
<li>Jiang, S., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359646217305043">A new class of high-entropy perovskite oxides.</a> Scripta Mater. 142, 116-120 (2018).</li>
<li>Gild, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Entropy+Metal+Diborides%3A+A+New+Class+of+High-Entropy+Materials+and+a+New+Type+of+Ultrahigh+Temperature+Ceramics%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">High-Entropy Metal Diborides: A New Class of High-Entropy Materials and a New Type of Ultrahigh Temperature Ceramics.</a> Sci Rep. 6 (October), 37946(2016).</li>
<li>Schlom, D. G. <a target="_blank" href="http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.matsci.37.061206.113016">others Strain Tuning of Ferroelectric Thin Films.</a> Annu Rev Mater Res. 37, 589-626 (2007).</li>
<li>Zhao, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+control+of+antiferromagnetic+domains+in+multiferroic+BiFeO3+films+at+room+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Electrical control of antiferromagnetic domains in multiferroic BiFeO3 films at room temperature.</a> Nat Mater. 5 (10), 823-829 (2006).</li>
<li>Borisov, P., Hochstrat, A., Chen, X., Kleemann, W., Binek, C. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.94.117203">Magnetoelectric Switching of Exchange Bias.</a> Phys Rev Lett. 94 (11), 117203(2005).</li>
<li>Weidenkaff, A., Robert, R., Aguirre, M., Bocher, L., Lippert, T., Canulescu, S. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096014810700167X">Development of thermoelectric oxides for renewable energy conversion technologies.</a> Renew Energy. 33 (2), 342-347 (2008).</li>
<li>Pickett, W. E. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.61.433">Electronic structure of the high-temperature oxide superconductors.</a> Rev Mod Phys. 61 (2), 433-512 (1989).</li>
<li>Berardan, D., Franger, S., Dragoe, D., Meena, A. K., Dragoe, N. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pssr.201600043/abstract">Colossal dielectric constant in high entropy oxides.</a> Phys Status Solidi - Rapid Res Lett. 10 (4), 328-333 (2016).</li>
<li>Meisenheimer, P. B., Kratofil, T. J., Heron, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+Enhancement+of+Exchange+Coupling+in+Entropy-Stabilized+Oxide+Heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Giant Enhancement of Exchange Coupling in Entropy-Stabilized Oxide Heterostructures.</a> Sci Rep. 7 (1), 13344(2017).</li>
<li>Miracle, D. B. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11837-017-2527-z">High-Entropy Alloys: A Current Evaluation of Founding Ideas and Core Effects and Exploring &#34;Nonlinear Alloys.&#34;.</a> Jom. , 1-7 (2017).</li>
<li>Mannhart, J., Schlom, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxide+Interfaces-An+Opportunity+for+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Oxide Interfaces-An Opportunity for Electronics.</a> Science. 327 (5973), 1607-1611 (2010).</li>
<li>Mundy, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomically+engineered+ferroic+layers+yield+a+room-temperature+magnetoelectric+multiferroic%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Atomically engineered ferroic layers yield a room-temperature magnetoelectric multiferroic.</a> Nature. 537 (7621), 523-527 (2016).</li>
<li>Martin, L. W., Chu, Y. H., Ramesh, R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927796X1000032X">Advances in the growth and characterization of magnetic, ferroelectric, and multiferroic oxide thin films.</a> Mater Sci Eng R Rep. 68 (4), 89-133 (2010).</li>
<li>Saremi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+Electrical+Resistivity+and+Properties+via+Ion+Bombardment+of+Ferroelectric+Thin+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Enhanced Electrical Resistivity and Properties via Ion Bombardment of Ferroelectric Thin Films.</a> Adv Mater. 28 (48), 10750-10756 (2016).</li>
<li>Cullity, B. D., Weymouth, J. W. <a target="_blank" href="https://archive.org/details/elementsofxraydi030864mbp">Elements of X-ray Diffraction.</a> Am J Phys. 25 (6), 394-395 (1957).</li>
<li>Rijnders, G. J. H. M., Koster, G., Blank, D. H. A., Rogalla, H. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.118687">In situ monitoring during pulsed laser deposition of complex oxides using reflection high energy electron diffraction under high oxygen pressure.</a> Appl Phys Lett. 70 (14), 1888-1890 (1997).</li>
<li>Low-Angle X-ray Spectroscopy (LAXS) - In-situ Real Time Composition Analysis. , Neocera. 
 <a target="_blank" href="http://neocera.com/products/low-angle-x-ray-spectroscopy/">http://neocera.com/products/low-angle-x-ray-spectroscopy/</a> (2018).</li>
<li>Sullivan, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4906419">Complex oxide growth using simultaneous in situ reflection high-energy electron diffraction and x-ray reflectivity: When is one layer complete?</a> Appl Phys Lett. 106 (3), 031604(2015).</li>
<li>Eres, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+study+of+SrTiO3+homoepitaxial+pulsed-laser+deposition+using+surface+x-ray+diffraction%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Time-resolved study of SrTiO3 homoepitaxial pulsed-laser deposition using surface x-ray diffraction.</a> Appl Phys Lett. 80 (18), 3379-3381 (2002).</li>
<li>Fleet, A., Dale, D., Suzuki, Y., Brock, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observed+Effects+of+a+Changing+Step-Edge+Density+on+Thin-Film+Growth+Dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Lett%22%5BJournal%5D)">Observed Effects of a Changing Step-Edge Density on Thin-Film Growth Dynamics.</a> Phys Rev Lett. 94 (3), 036102(2005).</li>
<li>Luca, G. D., Strkalj, N., Manz, S., Bouillet, C., Fiebig, M., Trassin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+design+of+polarization+in+ultrathin+ferroelectric+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Nanoscale design of polarization in ultrathin ferroelectric heterostructures.</a> Nat Commun. 8 (1), 1419(2017).</li>
<li>De Luca, G., Rossell, M. D., Schaab, J., Viart, N., Fiebig, M., Trassin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Domain+Wall+Architecture+in+Tetragonal+Ferroelectric+Thin+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Domain Wall Architecture in Tetragonal Ferroelectric Thin Films.</a> Adv Mater. 29 (7), (2017).</li>
<li>Gruenewald, J. H., Nichols, J., Seo, S. S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+laser+deposition+with+simultaneous+in+situ+real-time+monitoring+of+optical+spectroscopic+ellipsometry+and+reflection+high-energy+electron+diffraction%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sci+Instrum%22%5BJournal%5D)">Pulsed laser deposition with simultaneous in situ real-time monitoring of optical spectroscopic ellipsometry and reflection high-energy electron diffraction.</a> Rev Sci Instrum. 84 (4), 043902(2013).</li>
<li>MDC Vacuum Products | Vacuum Components, Chambers, Valves, Flanges & Fittings. , 
 <a target="_blank" href="https://mdcvacuum.com/DisplayContentPageFull.aspx?cc=b8ca254a-cdc0-4b71-8603-af10ce18bbcb">https://mdcvacuum.com/DisplayContentPageFull.aspx?cc=b8ca254a-cdc0-4b71-8603-af10ce18bbcb</a> (2018).</li>
<li>Dijkkamp, D., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.98366">Preparation of Y-Ba-Cu oxide superconductor thin films using pulsed laser evaporation from high Tc bulk material.</a> Appl Phys Lett. 51 (8), 619-621 (1987).</li>
<li>Biegalski, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2198088">Relaxor ferroelectricity in strained epitaxial SrTiO3 thin films on DyScO3 substrates.</a> Appl Phys Lett. 88 (19), 192907(2006).</li>
<li>Schlom, D. G., Chen, L. Q., Pan, X., Schmehl, A., Zurbuchen, M. A. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1551-2916.2008.02556.x/abstract">A Thin Film Approach to Engineering Functionality into Oxides.</a> J Am Ceram Soc. 91 (8), 2429-2454 (2008).</li>
<li>Damodaran, A. R., Breckenfeld, E., Chen, Z., Lee, S., Martin, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+Ferroelectric+Curie+Temperature+in+BaTiO3+Films+via+Strain-Induced+Defect+Dipole+Alignment%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Enhancement of Ferroelectric Curie Temperature in BaTiO3 Films via Strain-Induced Defect Dipole Alignment.</a> Adv Mater. 26 (36), 6341-6347 (2014).</li>
</ol>

אין לנו לחשוף.

ואנו שמוצג פרוטוקול לסינתזה של תפזורת, באיכות גבוהה, אחד הסרטים גבישי (מ"ג0.25(1-x)Coxני0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) תיארו O (x = 0.20, 0.27, 0.33) ו- (מ. ג.0.25(1-x) Co0.25(1-x)ני0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x)) O (x = 0.11, 0.27) תחמוצות מיוצב אנטרופיה. אנו מצפים טכניקות סינתזה אלה להיות ישים למגוון רחב של יצירות מיוצב אנטרופיה תחמוצת יותר מאותרים להתפתחות והתרחבות של השדה. עוד, הסינתזה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה מא...

מאז גילוי סגסוגות המתכת אנטרופיה גבוהה בשנת 2004, אנטרופיה גבוהה חומרים משכו עניין משמעותי בשל מאפיינים כגון גדל קושי1,2,3, קשיחות4, 5, קורוזיה-התנגדות-3,-6. לאחרונה, אנטרופיה גבוהה תחמוצות7,8 ו בוריד9 התגלו, פתיחת מגרש משחקים גדול לחובבי גשמי. תחמוצות, בפרט, יכולים להדגים דינאמי ושימושי מאפיינים פונקציונליים כמו ferroelectricity10,11,magnetoelectricity12, thermoelectricity13ו מוליכות-על14 . תחמוצות מיוצב אנטרופיה (כמה) הראו לאחרונה להחזיק מעניין, מאלכוהול תלויי-מאפיינים פונקציונליים15,16, למרות להפרעה משמעותית, גורם זה סוג חדש של חומרים מרגש במיוחד.
מיוצב אנטרופיה שחומרים הומוגנית מבחינה כימית, ל (בדרך כלל קיימים המרכיבים חמישה או יותר), חומרים חד-פאזי איפה התרומה המבצעות entropic (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq1.jpg">) כדי האנרגיה החופשית של גיבס (<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq2.jpg">) הוא משמעותי . כדי לגרום להיווצרות של יחיד שלב תמיסה מוצקה17. הסינתזה של כמה ל, איפה הפרעת המבצעות cationic נצפית על פני האתרים הקטיון, דורש שליטה מדויקת הרכב, הטמפרטורה, קצב התצהיר, להרוות קצב, להרוות טמפרטורה7,16 . שיטה זו מבקשת לאפשר את המתרגל היכולת לסנתז שלב טהור, כדורי קרמיקה תחמוצת מיוצב אנטרופיה הומוגנית מבחינה כימית, שלב טהור, יחיד גבישי, שטוח דק סרטים של סטויכיומטריה הרצוי. חומרי תפזורת יכול להיות מסונתז עם יותר מ 90% צפיפות התיאורטי המאפשר לימוד אלקטרוניים מגנטיים, מבניים המאפיינים או להשתמש כמקורות עבור סרט דק אדי הפיזי התצהיר (PVD) טכניקות. כמו תחמוצות מיוצב אנטרופיה נחשב כאן יש חמש קטיונים, טכניקות PVD סרט דק כי מעסיקים חמישה מקורות, כגון קרן מולקולרית epitaxy (בין) או שיתוף התזה, יוצגו עם האתגר של הפקדת הומוגנית מבחינה כימית סרטים רזה בשל כדי שטף סחיפה. פרוטוקול זה תוצאות יחידה הומוגנית מבחינה כימית, גבישי, שטוח (שורש ממוצע הריבועים (RMS) החספוס של ~0.15 ננומטר) אנטרופיה מיוצב תחמוצת סרטים רזה ממקור גשמי יחיד, אשר מוצגים להחזיק את ההרכב הכימי הנומינלי. פרוטוקול סינתזה זה סרט דק עשוי להיות מוגברת על ידי הכללת בחיי עיר אלקטרון או שיטות אפיון אופטי עבור ניטור בזמן אמת של הסינתזה, בקרת איכות מעודן. מגבלות הצפוי של שיטה זו נובעים להיסחף האנרגיה לייזר אשר עשוי להגביל את העובי של סרטים באיכות גבוהה מתחת 1 μm.
למרות ההתקדמות משמעותית הצמיחה ואת אפיון של סרט דק תחמוצת חומרים10,18,19,20,21, המתאם בין סטריאוכימיה ו מבנה אלקטרוני תחמוצות יכול להוביל הבדלים משמעותיים החומר הסופי הנובעות הבדלים מתודולוגיים לכאורה חסר חשיבות. יתר על כן, השדה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה ל הוא מעדיף נייסנט, עם רק שני דוחות הנוכחי של סרט דק סינתזה ספרות7,16. הירשן להשאיל את עצמם במיוחד לתהליך זה, עקיפת אתגרים שהוצגו על ידי בתצהיר אדים כימיים epitaxy קרן מולקולרית. כאן, אנו מספקים פרוטוקול מפורט סינתזה של תפזורת, דק סרטים הירשן (איור 1), על מנת למזער את חומרי עיבוד קשיים, המאפיין לא מכוונות וריאציות, ולשפר את התאוצה של גילוי בשטח.

<table><tbody><tr><td>תחמוצת מגנזיום 99.95% תחמוצת</td> <td>פישר</td><td>AA1468422</td><td></td></tr><tr><td>קובלט (II), 99.995%</td> <td>תחמוצת פישר</td><td>AA4435414</td><td></td></tr><tr><td>ניקל (II) 99.998%</td> <td>תחמוצת פישר</td><td>AA1081914</td><td></td></tr><tr><td>נחושת (II) 99.995%</td> <td>תחמוצת פישר</td><td>AA1070014</td><td></td></tr><tr><td>אבץ 99.99%</td> <td>פישר</td><td>AA8781230</td><td></td></tr><tr><td>טריכלרותלן סמיקנדטר 9</td><td>פישר</td><td>AA39744K7</td><td></td></tr><tr><td>ACETONE SEMICNDTR GRD 99.5%</td> <td>פישר</td><td>AA19392K7</td><td></td></tr><tr><td>2-פרופנול ACS 99.5%</td> <td>פישר</td><td>A416S4</td><td></td></tr><tr><td>שמן מינרלי, טהור</td><td>Acros Organics</td><td>AC415080010</td><td></td></tr><tr><td>כור היתוך אלומינה</td><td>MTI Corporation</td><td>eq-ca-l50w40h20</td><td></td></tr><tr><td>זירקוניה (YSZ) חומרי טחינה</td><td>Inframat Advanced חומרים</td><td>4039GM-S010</td><td></td></tr><tr><td>נייר SiC 320/600/800/1200</td><td>South Bay Technology</td><td>SDA08032-25</td><td></td></tr><tr><td>MgO (100) מצע, 5x5x0.5 מ"מ, 1SP</td><td>MTI Corporation</td><td>MGa050505S1</td><td></td></tr><tr><td>חמצן דחוס בדרגת טוהר גבוהה במיוחד, 99.999%</td> <td>גזים קריוגניים</td><td>OXYUHP</td><td></td></tr><tr><td>חנקן דחוס בדרגה יבשה במיוחד</td><td>גזים קריוגניים</td><td>NITEX</td><td></td></tr></tbody></table>

בתפזורת, סרט דק סינתזה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה variant מאלכוהול

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

כאן, אנו מציגים את הליך לסינתזה של סרט דק multicomponent (מ"ג0.25(1-x)Coxני0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) של אוניות צובר O (Co variant) ו- (מ"ג0.25(1-x)Co0.25(1-x)ני 0.25(1-x) CuxZn0.25(1-x)) O (גרסה Cu) אנטרופיה מיוצב תחמוצות. שלב טהור ולא הומוגנית מבחינה כימית (מ"ג0.25(1-x)Coxני0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) O (x = 0.20, 0.27, 0.33) ו- (מ"ג0.25(1-x)Co0.25(1-x)ני0.25(1-x) CuxZn0.25(1-x)) O (x = 0.11, 0.27) כדורי קרמיקה הם מסונתז והוא בשימוש בתצהיר של איכות גבוהה במיוחד, שלב טהור, יחיד סרטים רזה הגבישי של סטויכיומטריה היעד. מתודולוגיה מפורט עם העדות של סרטים רזה תחמוצת חלקה, הומוגניות מבחינה כימית, אנטרופיה מיוצב על ידי לייזר פעמו התצהיר על מצעים MgO (001) מונחה מתואר. שלב ואת crystallinity של צובר וחומרים סרט דק מאושרות באמצעות קרני רנטגן. הלחנה ו כימיות הומוגניות מאושרות על-ידי photoelectron הספקטרומטריה הספקטרומטריה ואנליזת אנרגיה. הטופוגרפיה משטח של סרטים רזה נמדד עם סריקת בדיקה מיקרוסקופית. הסינתזה של איכות גבוהה, סרטים רזה תחמוצת גבישי, מיוצב אנטרופיה יחיד מאפשר חקר ממשק, גודל, זן ואפקטים הפרעה על המאפיינים בכיתה החדשה הזאת של תחמוצת המתוסבכים ביותר חומרי.

רנטגן עקיפה (XRD) הספקטרום צולמו של שניהם מוכנה (מ"ג0.25(1-x)Coxני0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) O (x = 0.20, 0.27, 0.33) ו- (מ"ג0.25(1-x)Co0.25(1-x)ני0.25(1-x )CuxZn0.25(1-x)) O (x = 0.11, 0.27) לרשימת תפוצה קרמיקה (איור 4a), שהופקדו סרטים רזה (איור 4b). נתונים אלה מראים כי הדגימות הן חד-פאזי, ניתן להשתמש בהקביעה של קב...

הסינתזה של איכות גבוהות בתפזורת, סרט דק (מ"ג0.25(1-x)Coxני0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) O ו (מ"ג0.25(1-x)Co0.25(1-x)ני0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x )) O מיוצב אנטרופיה תחמוצות מוצג.

בתפזורת, סרט דק סינתזה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה Variant מאלכוהול

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

הליך זה יכול לעזור לענות על שאלות מפתח בקהילת התחמוצת התפקודית, כגון כיצד הפרעה כימית ופיזיקלית משפיעה ישירות על מגנטיות ארוכת טווח. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא המאפשר מידה רבה של כוונון בכימיה של החומר וניתן ליישם אותה על מגוון קומפוזיציות ESO. מדגים את ההליך פיטר מייזנהיימר, סטודנט לתואר שני במעבדה שלי.ראשית, טוחנים את אבקות התחמוצת הנדרשות והשתמשו במכבש כדי לדחוס את האבקה לכדור ליצירת המטרה. סנטר את המטרה באוויר ב-1,100 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. לאחר מכן, בעודם ב-1, 100 מעלות צלזיוס, הסר את כור ההיתוך המכיל את המטרה מהתנור.השתמש במלקחיים כדי למקם את המטרה על אותו משטח עמיד לחום. המתן עד שהמטרה תפסיק לזרוח והרוה במהירות את המטרה במים בטמפרטורת החדר. כאשר המטרה כבר לא מקרטעת, הסר את המטרה מהמים והניח אותה בצד לייבוש באוויר.לאחר שהמטרה קרירה ויבשה, חשב את צפיפות המטרה ואת אחוז הצפיפות התיאורטית. אם הצפיפות הנמדדת אינה מספיקה לתצהיר לייזר דופק, טחנו מחדש והחזירו את המטרה. הכן מטרות נוספות בדרך זו כרצונך.יש ללטש כל מטרה בתנועה מעגלית באמצעות גריסים עדינים יותר ויותר של נייר סיליקון-קרביד עד שהמשטח מחזיר אור ואחיד. אחסן את המטרות המלוטשות בחומר ייבוש עד שיהיה מוכן להתחיל בהליך שקיעת לייזר דופק. ודא שלייזר אקסיימר פועם קריפטון-פלואוריד בגודל 248 ננומטר ברוחב פועם של כ-20 ננו-שניות

bulk-thin-film-synthesis-compositionally-variant-entropy-stabilized

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מתארים את השימוש בטכניקות תיל מליטה כדי ליצור התקני תחמוצות מורכבים בקנה מידה מיקרומטר פעם תצהיר לייזר (PLD), photolithography ו. PLD מנוצל לגדול סרטים דקים epitaxial. טכניקות photolithography וחוט מליטה הם הציגו כדי ליצור התקנים מעשיים למטרות מדידה.

המצאה של תחמוצות מורכבות מוקפות מרחבית

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

"שיטת ציפוי קרמי נשלפת" מוצגת בפורמט ויזואלי לסינתזה של ננו-חלקיקי קרביד וניטריד מתכתיים מוקדמים שאינם מסונטרים ומסתיימים במתכת עם גדלים ומבני גביש ניתנים לכוונון.

סינתזה בתיווך Microemulsion הפוכה של monometallic ובי-המתכתי המוקדם מעבר מתכת קרביד ניטריד חלקיקים

מוצג פרוטוקול לייצור זכוכית נמסה גרעינית סינתטית, בדומה לטריניטיט.

ייצור סינטטי גרעינית ממיסים זכוכית

כאן, אנו מציגים את פרוטוקול לסינתזה של נקבובי בריום חומצה טיטנית (BaTiO3) סרט דק בשיטה בסיוע חומרים פעילי שטח סול-ג'ל, שבו amphipathic עצמית שהורכב חומרים פעילי שטח הקזאין משמשים תבנית אורגני.

סינתזה של נקבובי בריום חומצה טיטנית סרט דק וייצוב תרמי של שלב Ferroelectric על ידי זן נקבוביות-Induced

מסגרות מתכת-אורגנית יעילים אחסון גז, זרז הטרוגנית, אבל התוצאה שיטות הסינתזה האופיינית אבקות רופף שקשה לשלב חומרים חכמים. נדגים שיטה של הראשון ציפוי בדים עם תחמוצות מתכת אלד, וכתוצאה מכך קונפורמיים הסרטים MOF על הבדים במהלך סינתזה solvothermal.

Solvothermal סינתזה של מיליון-96 ו UiO-66-NH2 בשכבה אטומי שהופקדו תחמוצת מתכת ציפוי על מחצלות סיבים

. הנה, נדגים שיטה ייחודית, בטמפרטורה נמוכה יחסית, מלח מותכת סינתזה להכנת אחיד תחמוצת מתכת מורכבים לנתן hafnate חלקיקים.

מלח מותכת סינתזה של חלקיקי תחמוצת מתכת מורכבים

חומרי תחמוצת מראים תכונות אקזוטיות רבות שניתן לשלוט בהן על ידי כוונון תכולת החמצן. כאן, אנו מדגימים את כוונון תכולת החמצן בתחמוצות על ידי שינוי הפרמטרים של שקיעת לייזר פועם ועל ידי ביצוע חישול לאחר החישול. לדוגמה, תכונות אלקטרוניות של מבנים הטרו-קונסטרוקטיביים מבוססי SrTiO3 מכווננים על ידי שינויי צמיחה וחישול.

כוונון תכונות תחמוצת על ידי בקרת חמצן פנוי במהלך צמיחה וחישול

כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור ניאוביום בסרטי תחמוצת התצהיר על ידי התזה תגובתי עם שונים זרימת חמצן שיעורי לשימוש כשכבת התחבורה אלקטרון בתאי השמש פרוביסקיט.

ניאוביום אוקסיד סרטים שהופקדו על ידי התזה ראקטיבית: השפעת קצב זרימת החמצן

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

למדו שיטת סינתזה לתחמוצות מיוצבות אנטרופיה באיכות גבוהה בתפזורת וסרט דק. הטכניקה מאפשרת כיוונון כימי רחב לחקר השפעת אי הסדר על תכונות מגנטיות ארוכות טווח.

בתפזורת, סרט דק סינתזה של תחמוצות מיוצב אנטרופיה Variant מאלכוהול

גלה סרטונים נוספים