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

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di fabbricare una serie di nanofili organici allineati verticalmente all'interno di un modello poroso. Ciò si ottiene preparando prima un substrato da anodizzare lucidando la superficie di un foglio di alluminio o depositando un sottile film di alluminio su un substrato arbitrario. Il secondo passo consiste nell'anodizzare il foglio di alluminio lucidato o il sottile film di alluminio depositato su un substrato arbitrario.

Il passaggio finale consiste nel depositare materiale organico nei pori del modello utilizzando un nuovo modello di matrimonio assistito da centrifuga. In definitiva, la microscopia elettronica a scansione viene utilizzata per mostrare l'esistenza di nanofili organici all'interno dei pori del modello di ossido di alluminio nautico. L'idea di questo metodo è nata quando ho avuto problemi a riempire i pori dei modelli di alluminio anodico utilizzando i tradizionali metodi di bagnatura dei modelli.

Ho deciso di utilizzare la forza centrifuga di una centrifuga per spingere o aiutare la penetrazione della soluzione nei pori. Per prima cosa ritagliare fogli di circa due centimetri per due centimetri di alluminio non lucidato ad alta purezza con uno spessore di 250 micrometri, immergere un piccolo numero di fogli e un becher di acido fosforico nitrico inciso a 80 gradi Celsius per cinque minuti dopo l'incisione, neutralizzare i fogli immergendoli in acqua e mettendoli in un molare di idrossido di sodio per 20 minuti. Successivamente, sciacquare le lamine con l'acqua ionizzata.

Quindi, caricare i fogli di alluminio lucidato in celle piatte e riempirli con acido ossalico al 3%. Quindi anodizzare i fogli per 15 minuti a 40 volt CC dopo l'anodizzazione, immergere il campione in un becher di acido fosforico cromico a 60 gradi Celsius per circa 30 minuti. Per rimuovere lo strato iniziale di ossido, riallineare la lamina nella cella piatta, in modo tale che la stessa area anodizzata in precedenza sia nuovamente esposta all'elettrolita.

Ripetere il processo di anodizzazione con acido ossalico al 3% per 2,5 minuti a 40 volt c.c. Bias immergere il modello A a O in acido fosforico al 5% a temperatura ambiente per assottigliare lo strato barriera sul fondo dei nanopori e allargare il diametro dei nanopori a circa 60-70 nanometri dopo 40 minuti, rimuovere il modello dal becher e sciacquarlo con acqua ionizzata. Depositare il seguente sistema multistrato in sequenza su vetro pulito.

Fa scivolare 20 nanometri di biossido di titanio tramite deposizione di strati atomici, sette nanometri di oro tramite sputtering e un micrometro di alluminio tramite sputtering. Dopo aver rimosso i campioni dalla camera a vuoto, collegare un elettrodo a lamina alla superficie del sottile film di alluminio da anodizzato. Utilizzando una resina epossidica d'argento conduttiva, caricare il campione nella cella piatta e riempirla con acido ossalico al 3%.

Quindi anodizzare il film sottile di alluminio per quattro minuti a 30 volt di polarizzazione CC senza rimuovere il campione dalla cella piatta. Sciacquare la cella con acqua deionizzata. Versare 60 gradi Celsius ch di acido fosforico cromico mordenzante nella cella piatta e mettere da parte per un'ora.

Successivamente, ripetere le fasi di anodizzazione e incisione utilizzando le condizioni descritte in precedenza. Dopo il risciacquo con acqua deionizzata, riempire la cella con acido ossalico al 3% e anodizzare un'ultima volta utilizzando le stesse condizioni di prima. Monitorare la corrente del sistema e arrestare l'anodizzazione quando si osserva un forte aumento della corrente.

Successivamente, eseguire un passaggio di allargamento scadente immergendo il modello in acido fosforico al 5% a temperatura ambiente. Dopo 40 minuti, rimuovere la sagoma dal becher e sciacquarla con acqua deionizzata. Caricare le sagome nella parte inferiore di una provetta da centrifuga in modo che l'area anodizzata sia rivolta verso la parte superiore della provetta.

Utilizzando una pipetta, riempire le provette con una quantità sufficiente di soluzioni PCBM in modo che ogni modello sia completamente sommerso. Quindi caricare le provette nella centrifuga e farle funzionare per cinque minuti a 6.000 giri/min. Una volta che la centrifuga si è fermata, scaricare le provette e versare la soluzione di PCBM.

Togliete le sagome dalle provette e mettetele da parte ad asciugare. Ripetere i passaggi precedenti in modo da eseguire un totale di 5-10 cicli di centrifuga. Infine, rimuovere ogni campione dal fondo delle provette e utilizzare un batuffolo di cotone imbevuto di toluene per pulire delicatamente la superficie del toluene, come evidenziato dalle immagini mostrate qui.

Questo metodo di colata a goccia assistita da centrifuga produce nanofili continui. I nanofili fabbricati all'interno dei pori del modello a a O sono allineati verticalmente, uniformi ed elettricamente isolati l'uno dall'altro con fondi tappati. Questo può essere fabbricato con successo su diversi substrati, il che porta alla potenziale applicazione di queste strutture in molti dispositivi diversi.

Per verificare ulteriormente che il materiale all'interno dei pori sia PCBM, è stata eseguita la spettroscopia Ramen con nanofili dei modelli di campo. I dati del ramen sono stati confrontati con gli spettri dei film sottili PCBM e degli anelli più pieni trovati in letteratura. I picchi sono stati osservati a 14, 30, 14, 63 e 1577 centimetri inversi, che corrispondono rispettivamente ai modi T uno, U quattro, G due e HG otto.

Questi numeri corrispondono bene con i valori della letteratura di 14, 29, 14, 70 e 1575 centimetri inversi per PCBM incontaminato per gli stessi rispettivi modi. Inoltre, questo dimostra che non vi è alcun cambiamento significativo nei picchi del ramen a causa della geometria del nanofilo e conferma la presenza di nanofili PCBM all'interno dei pori Prima di seguire questa procedura. Altri metodi come l'elettrodeposizione di nanofili metallici o lo sputtering di metalli a film sottile possono essere utilizzati per fabbricare dispositivi per applicazioni come la spintronica, l'ottica, l'elettronica, il fotovoltaico, il rilevamento chimico e i metamateriali.