Viene presentato un protocollo per la crescita senza semi e ad alto rendimento di array di nanofili di bismuto attraverso la tecnica dell'evaporazione termica sotto vuoto.
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Articolo metodologico
Crescita senza semi di bismuto Nanowire Array via Vacuum evaporazione termica
In questo articolo
Sommario
Abstract
Ecco una tecnica senza semi e senza modello è dimostrato scalably crescere nanofili di bismuto, per evaporazione termica in alto vuoto a temperatura ambiente. Convenzionalmente riservato per la fabbricazione di film sottili metallici, depositi evaporazione termica bismuto in un array di nanofili verticali monocristallino su una sottile pellicola piatta di vanadio tenuto a RT, che è appena depositato mediante sputtering o evaporazione magnetron termico. Controllando la temperatura del substrato di crescita la lunghezza e la larghezza dei nanofili possono essere sintonizzati in un ampio intervallo. Responsabile di questo romanzo è una tecnica finora sconosciuta meccanismo di crescita nanowire che radici nella la porosità mite del film sottile di vanadio. Infiltrata nei pori vanadio, i domini bismuto (~ 1 nm) trasportano eccessiva energia superficiale che sopprime il loro punto di fusione e li espelle continuamente dalla matrice di vanadio per formare nanofili. Questa scoperta dimostra la fattibilità del vapore scalabile fase di synthESIS di elevata purezza nanomateriali senza l'uso di catalizzatori.
Introduzione
Nanowires limitano il trasporto di portatori di carica e altri quasiparticelle, come fotoni e plasmoni in una dimensione. Di conseguenza, nanofili di solito presentano nuove proprietà elettriche, magnetiche, ottiche e chimiche, che accordano loro potenziale pressoché infinita per applicazioni in micro / nano elettronica, fotonica, tecnologie biomedicali, ambientali ed energetiche. 1,2 Nel corso degli ultimi due decenni, numerosi top-down e bottom-up sono stati sviluppati per la sintesi di una vasta gamma di metalli o semiconduttori nanofili di alta qualità a livello di laboratorio. 3-6 Nonostante questi sviluppi, ogni approccio si basa su alcune....
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Protocollo
Attenzione: Si prega di consultare tutte le schede di sicurezza pertinenti (MSDS) prima dell'uso. I nanomateriali possono avere rischi aggiuntivi rispetto alla loro controparte massa. Si prega di utilizzare tutte le pratiche di sicurezza appropriate quando si maneggiano i substrati nanomateriali coperte, compreso l'uso di controlli tecnici (cappa) e dispositivi di protezione individuale (occhiali, guanti, camice, pantaloni a figura intera, chiuso-toe scarpe).
1. Lavori preparatori
- Preparazione del sistema di deposizione di vapore
- Sfiatare la camera di deposizione a pressione atmosferica e aprire la camera. La ventilazione avviene p....
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Risultati
Le immagini a sezione trasversale SEM di sottostrati vanadio formate da magnetron sputtering e metodi evaporazione termica sono presentati nella Figura 2. Microscopia elettronica a scansione (SEM) immagini sono rappresentati per nanofili bismuto formate a diverse temperature del substrato (Figura 3). La struttura cristallina dei nanofili bismuto viene determinata tramite microscopia elettronica a trasmissione (TEM), selettivo zona diffrazione di elettroni (SAED), e diff.......
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Discussione
La crescita di nanofili bismuto deve essere condotta in un sistema di deposizione da vapore fisico con almeno due fonti di deposizione, uno per bismuto e un'altra per vanadio. Si raccomanda che una delle fonti è una sorgente magnetron sputtering, per la deposizione di vanadio. Alto vuoto si ottiene un pompe turbomolecolari sostenuta da una pompa di scorrimento a secco. Il sistema di deposizione di vapore è dotato di una microbilancia al quarzo calibrata (QCM) per il monitoraggio in situ spessore. Il sistema.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
La ricerca viene svolta presso il Center for Functional Nanomaterials, Brookhaven National Laboratory, che è supportato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Office of Basic Energy Sciences, nell'ambito del Contratto No. DE-SC0012704.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Bismuto | Sigma-Aldrich | 556130 | granulare, 99,999% |
| lumaca di vanadio | Alfa Aesar | 42829 | 3,175 mm (0,125 in) diametro x 6,35 mm (0,25 in) lunghezza, 99,8% |
| Vanadio Sputtering Target | Kurt J. Lesker | EJTVXXX253A2 | 3,00" Diametro x 0,125" di spessore, 99,5% |
| Acetone | Sigma-Aldrich | 179124 | >99,5% |
| Etanolo | Alfa Aesar | 33361 | |
| Wafer di silicio | Wafer | 300 micron di spessore, (100) orientamento | |
| Epossidico riempito d'argento | Circuit Works | CW2400 | resina epossidica conduttiva bicomponente |
| , rivestita in allumina | R. D. | Mathis S9B-AO-W | Per evaporazione termica del bismuto |
| Barca di tungsteno | R. D. Mathis | S4-.015W | Per evaporazione termica del vanadio |
| RIE Plasma | Nordson March | CS-1701 | |
| PVD 75 Piattaforma di deposizione di vapore | Kurt J. Lesker | PEDP75FTCLT001 | Dotato di tre sorgenti di evaporazione termica e una sorgente di sputtering con magnetron CC |
| Regolatore di temperatura termoelettrico | LairdTech | MTTC-1410 | |
| PT1000 RGD | LairdTech | 340912-01 | Sensore di temperatura per modulo termoelettrico MTTC-1410 |
| LairdTech | 56910-502 | ||
| Ultrasuonatore | Crest Ultrasonics | Tru-Sweep 175 |
Riferimenti
- Hu, J. T., Odom, T. W., Lieber, C. M. Chemistry and physics in one dimension: Synthesis and properties of nanowires and nanotubes. Acc. Chem. Res. 32, 435-445 (1999).
- Akimov, A. V., et al. Generation of single optical plasmons in metall....
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Ristampe e permessi
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