Grande Area nanofabbricazione di substrato a base di nanoparticelle di oro controllabile e personalizzabile tramite ridotta bagnabilità

Il nostro protocollo fornisce una tecnica per personalizzare la distribuzione delle nanoparticelle, fabbricate su un substrato, con la modifica della dinamica di dewetting, senza modificare lo spessore del materiale. La nostra tecnica è semplice, ma fornisce ancora una gamma di dimensioni delle particelle. Altre tecniche là fuori richiedono ampi passaggi litografici per fornire il controllo delle particelle.

Il nostro controllo della distribuzione delle particelle fornisce una tecnica per la fabbricazione di nanoparticelle che avvantaggia la ricerca incentrata sulla conversione dell'energia solare, sulla creazione di dispositivi fotonici e sull'aumento della densità di archiviazione dei dati. Prestare molta attenzione agli spessori di deposizione in ogni fase. La nostra tecnica è estremamente sensibile agli spessori dello strato.

Vedere l'esperimento eseguito fornisce un livello di dettaglio che non può essere trasportato in stampa. Vedere esempi muoversi durante tutto il processo è essenziale. In primo luogo, pulire un biossido di silicio di 100 nanometri sul substrato di silicio, utilizzando un risciacquo di acetone, seguito da un risciacquo alcolico isopropile.

Asciugare il substrato utilizzando un flusso di gas azoto. Caricare il substrato in un sistema di evaporatore termico ed evacuare la camera per raggiungere la pressione desiderata per la deposizione del film metallico. Assicurarsi che la camera venga evacuata a una pressione dell'ordine di 10 a meno sei torr per la rimozione dell'aria e del vapore acqueo nella camera.

Utilizzando il sistema di evaporatore termico, depositare il film d'oro allo spessore desiderato, che è di cinque nanometri in questo esperimento. Nelle seconde fasi di deposizione, la pressione dell'argon è da uno a cinque millitorr, e l'intervallo è dato poiché diverse pressioni vengono scelte per calibrare per la velocità di deposizione. La nostra tecnica è estremamente sensibile agli spessori del film, come dimostrato nei nostri risultati.

È fondamentale calibrare i tassi di deposizione prima di depositare le pellicole, per garantire spessori appropriati. Dopo la deposizione, sfiatare la camera e rimuovere il substrato, con la pellicola metallica depositata, dal sistema di evaporatore termico. Successivamente, caricare il substrato, con una pellicola metallica depositata, in un sistema di deposizione dello sputter magnetron a corrente diretta ed evacuare per raggiungere la pressione desiderata per la deposizione del film di tappatura.

Per individuare il campione nel sistema, inserire il campione nel blocco di carico. E il dispositivo trasferisce il campione alla camera di deposizione principale per garantire un livello sufficiente di vuoto. Ora, deposita lo strato di tappatura del materiale e dello spessore desiderati, seguendo una procedura e condizioni simili alla deposizione dello strato d'oro.

Con spessore variabile Illumina, in questo caso. Dopo la deposizione, sfiatare la camera e rimuovere il campione preparato dal sistema di deposizione dello sputter. Posizionare la pellicola d'oro di cinque nanometri, condita con Illumina, su una piastra calda preriscaldata a 300 gradi Celsius e lasciare che il campione diswet per un'ora.

Incidere l'Illumina, lasciando l'oro e il substrato sottostante con una soluzione acquosa di idrossido di ammonio e perossido di idrogeno a 80 gradi Celsius per un'ora. Per la caratterizzazione, preparare il campione per essere compatibile con il vuoto risciacquando con acetone e alcol isopropile. Quindi, asciugare il campione utilizzando un flusso di gas azoto.

Immagini le pellicole di nanoparticelle usando la microscopia elettronica a scansione sotto alto vuoto e ad alto ingrandimento. Eseguire l'analisi delle immagini per ottenere informazioni sulle dimensioni delle nanoparticelle e sulle distribuzioni di spaziatura. Il protocollo qui descritto è stato utilizzato per più metalli e ha dimostrato la capacità di produrre nanoparticelle su un substrato su vasta area, con dimensioni e spaziatura controllabili.

Qui vengono mostrati risultati rappresentativi ed evidenzia la capacità di controllare le dimensioni e la spaziatura delle nanoparticelle fabbricate. Le dimensioni e le distribuzioni di spaziatura del film di nanoparticella fabbricato dipenderanno dal metallo, dal substrato, dal materiale dello strato di tappatura, dallo spessore del metallo e dallo spessore dello strato di tappatura. Ad esempio, la pellicola d'oro di cinque nanometri sul biossido di silicio, con uno spessore dello strato di ossido di alluminio pari a zero, cinque, 10 e 20 nanometri, si traducono in una radiazione media di nanoparticelle rispettivamente di 14,2, 18,4, 17,3 e 15,6 nanometri.

E una spaziatura media non particellare rispettivamente di 36,9, 56,9, 51,3 e 47,2 nanometri. Per la distribuzione delle particelle desiderata, è fondamentale un controllo accurato degli spessori dello strato di deposizione. A seconda dell'applicazione delle pellicole di nanoparticelle, potrebbe essere necessaria una maggiore caratterizzazione.

Ciò includerebbe misurazioni basate sull'applicazione, come l'assorbimento della luce e le proprietà magnetiche. Gli studi sulle pellicole di nanoparticelle in applicazione possono essere eseguiti usando questa tecnica, per controllarne la dimensione e la distribuzione delle particelle. Devono essere indossati adeguati dispositivi di protezione individuale.

Soprattutto non entrare in contatto con le incisioni. Evitare il contatto con la piastra calda.