Method Article

Altissima densità Array of allineato verticalmente Nanofili organici piccola molecolari su substrati arbitrarie

DOI:

10.3791/50706

June 18th, 2013

In This Article

Summary

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Riportiamo un metodo semplice per la realizzazione di una vasta gamma di densità altissima di ordine verticale nanofili organici piccolo-molecolari. Questo metodo consente la sintesi di complessi heterostructured geometrie nanofili ibridi, che possono essere coltivate su substrati a buon arbitrari. Queste strutture hanno potenziali applicazioni in elettronica organica, optoelettronica, sensori chimici, fotovoltaico e spintronica.

Abstract

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Negli ultimi anni semiconduttori organici π-coniugati sono emersi come il materiale attivo in una serie di diverse applicazioni tra cui, i display di grande superficie a basso costo, fotovoltaico, elettronica stampabili e flessibili e valvole di spin organiche. Organics consentono (a) a basso costo, di trasformazione a bassa temperatura e (b) la progettazione molecolare a livello di caratteristiche di trasporto elettroniche, ottiche e di spin. Tali caratteristiche non sono facilmente disponibili per i semiconduttori inorganici mainstream, che hanno permesso organiche di ritagliarsi una nicchia nel mercato dell'elettronica di silicio-dominato. La prima generazione di dispositivi a base organica è concentrata su geometrie film sottile, coltivati ​​dalla deposizione fisica di vapore o di trasformazione soluzione. Tuttavia, si è capito che nanostrutture organiche possono essere utilizzati per migliorare le prestazioni delle applicazioni di cui sopra e notevole sforzo è stato investito a esplorare metodi per la fabbricazione di nanostrutture organiche. t "> Una classe particolarmente interessante di nanostrutture organiche è quello in cui nanofili organici orientati verticalmente, nanotubi o nanotubi sono organizzati in una ben irreggimentato, array ad alta densità. Tali strutture sono molto versatili e sono architetture morfologiche ideali per varie applicazioni tali come sensori chimici, nanoantenne split-dipolo, dispositivi fotovoltaici con radialmente heterostructured nanocavi "core-shell", e dispositivi di memoria con una geometria a croce. Tale architettura è generalmente realizzato da un approccio modello-diretto. In passato questo metodo è stato adibite alla coltivazione di metallo e inorganici semiconduttori array di nanofili. Più recentemente π-coniugato nanofili polimerici sono state coltivate all'interno di modelli nanoporosi. Tuttavia, questi approcci hanno avuto un successo limitato in crescita di nanofili tecnologicamente importanti π-coniugati piccoli organici peso molecolare, come tris- 8-idrossichinolina alluminio (Alq 3), e Rubrene metanofullerenes, che vengono comunemente utilizzati in diverse aree tra cui display organici, fotovoltaico, transistor a film sottile e spintronica.

Recentemente siamo stati in grado di risolvere il problema di cui sopra utilizzando un nuovo approccio "centrifugazione-assistita". Questo metodo allarga quindi lo spettro di materiali organici che possono essere modellati in un array di nanofili ordinato verticalmente. Per l'importanza tecnologica di Alq 3, Rubrene e methanofullerenes, il nostro metodo può essere utilizzato per esplorare come la nanostrutturazione di questi materiali influisce sulle prestazioni di dispositivi organici summenzionati. Lo scopo di questo articolo è quello di descrivere i dettagli tecnici del protocollo summenzionato, dimostrano come questo processo può essere esteso a crescere nanofili organici piccolo-molecolari su substrati arbitrarie e, infine, per discutere i punti critici, le limitazioni, le possibili modifiche, le difficoltà -Shooting applicazioni e futuro.

Introduction

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Un modello di metodo-assistita è comunemente usato per la fabbricazione di orientamento verticale array di nanofili 1-3. Questo metodo permette la fabbricazione diretta di complesse geometrie nanofili come un senso assiale o radiale 4-6 7 heterostructured nanofili superlattice, che sono spesso desiderabile in varie applicazioni di elettronica e ottica. Inoltre, questo è un basso costo, metodo nanosynthesis bottom-up con elevata produttività e versatilità. Di conseguenza, i metodi di template-diretti hanno riscosso un enorme successo tra i ricercatori di tutto il mondo 2,3.

L'idea di base del "metodo te....

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Protocol

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Come menzionato sopra, i due passaggi chiave nel processo di fabbricazione AAO-based sono (a) sintesi del modello AAO vuoto su arbitrario (principalmente conduttivo e / o trasparenti) substrati (descrizione schematica in figura 1) e (b) la crescita del piccolo nanofili organici molecolari all'interno nanopori del modello AAO (Figura 2). In questa sezione forniamo una descrizione dettagliata di questi processi.

1. Crescita di alluminio anodizzato di ossido (AAO) Templates su substrati in alluminio conduttivi

  1. Creare modelli di allumina nanoporosi dalla prima pulitura fogli di alluminio e poi ....

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Results

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Come testimoniano i dati riportati di seguito (figure 5 e 6), questo metodo di fusione assistita goccia centrifuga produce continue nanofili. I nanofili, realizzati all'interno dei pori del modello AAO, sono allineati verticalmente, uniforme, e isolate elettricamente l'una dall'altra con fondali ricoperti. Il diametro dei nanofili è determinato dal diametro dei pori nel modello. Essi possono essere fabbricati con successo su diversi substrati diversi, che portano alla potenziale applica.......

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Discussion

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Immagine fisica per Nanowire crescita

E 'importante prima di capire appieno il metodo di crescita dei nanofili organici. Una volta che sappiamo esattamente come crescono e si formano nei pori che possiamo usare questo metodo di deposizione di nanostrutture engineer, dispositivi e materiali. In passato, nanofili polimerici sono stati fabbricati usando senza l'assistenza di una centrifuga procedura bagnatura template, ma per alcuni materiali come piccole molecole organiche, abbiamo trovat.......

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Disclosures

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Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

Acknowledgements

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Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dalla NSERC, CSEE, NanoBridge e TRLabs.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Reagents
TolueneFisher ScientificT324-4
68% Acido NitricoFisher ScientificA200-212
85% Acido FosforicoFisher ScientificA242-4
10% Acido CromicoRICCA Chemical Company2077-32
10% Acido OssalicoAlfa AesarFW.90.04
CloroformioFisher ScientificC607-4
Fogli di alluminioAlfa Aesar7429-90-5
PCBMNano-CNano-CPCBM-BF
Alq3Sigma Aldrich444561-5G
RubreneSigma Aldrich551112-1G
Equipment
FlexAL Deposizione di strati atomici (ALD)Oxford InstrumentsPer la deposizione di TiO2
PVD Sistema di sputteringKurt J. LeskerPer la deposizione di Au & Al
Flat CellPrinceton Applied ResearchK0235Per l'anodizzazione della
centrifugaAl HERMLE LabnetZ206 APer la deposizione di nanofili organici

References

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  1. Martin, C. R. Nanomaterials: a membrane-based synthetic approach. Science. , (1994).
  2. 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

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