Name: アクティブな表面の成長メカニズムを介して基質結合 Au ナノワイヤの作製 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: 学ぶ基質結合Auナノワイヤの溶液ベース合成法。分子リガンドと反応条件を調整し、シリコンや酸化インジウム錫など多様な基質上で金ナノワイヤを作製する技術を習得できます。

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感謝するから江蘇省国立複合電気交わりと技術計画 (SBK2017041514) 南京工科大学 (39837131)、江蘇省科学国家自然科学基金、中国の (21703104) からの資金援助高度な材料イノベーション センター。

注意: 詳細な取扱い及び保管命令のため化学物質の化学物質等安全データシート (MSDS) をご確認ください。つけて下さい、ナノ材料を処理しながら正体不明のリスクが存在することがあります。発煙のフードで実験を実行して、適切な個人用保護具を着用ください。
1. 種子ナノ粒子の合成
注: ナノ粒子の合成中に早期核生成による障害を避けるためには、王水の合成と水で十分にすすぎで使用されるガラスと攪拌バーを洗います。
<ol><li>3-5 nm の金ナノ粒子の合成<ol>
<li>4 mL バイアルに水 (純水) HAuCl4∙3H2O の脱塩の 1 mL の 10 mg を溶解して水素塩化金 (III) (HAuCl4) の溶液を準備します。50 mL の丸底フラスコに HAuCl4ソリューションの 0.197 mL のピペットします。</li>
		<li>HAuCl4ソリューションを希釈するフラスコに 19.7 mL の DI 水を追加します。</li>
		<li>1% クエン酸ナトリウム原液を準備する別の 4 mL バイアルの DI 水 1 mL にクエン酸ナトリウム 10 mg を溶解します。1.1.2 準備した希釈 HAuCl4液に 1% クエン酸ナトリウム溶液 0.147 mL を追加します。</li>
		<li>・ ディ ・水 0.6 mL で NaBH4の 2.3 mg を溶解して 0.1 M ナトリウム水素化ホウ素 (NaBH4) ソリューションを準備します。</li>
		<li>激しく攪拌しながら下のステップ 1.1.3 からの混合物に 0.1 M NaBH4溶液 0.6 mL を注入します。鮮やかなオレンジ色に淡い黄色からソリューションの即時の変色を確認します。</li>
		<li>別の 10 分赤みがかったオレンジ色にソリューションの段階的な色の変更を待つのための混合物をかき混ぜなさい。</li>
		<li>紫外可視分光法と走査電子顕微鏡 (SEM) で得られた金ナノ粒子のサイズを確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>15 と 40 nm の金ナノ粒子の合成<ol>
<li>・ ディ ・水 100 mL を 250 mL の丸底フラスコに追加します。HAuCl4∙3H2O 固体の 10 mg の重量を量るし、丸底フラスコを溶かします。</li>
		<li>フラスコに電磁攪拌棒を追加し、コンデンサーでフラスコを装備します。かき混ぜるし、油浴 1.2.1 ~ 100 ° C で、溶液を加熱します。10 分のためのソリューションを逆流します。</li>
		<li>クエン酸ナトリウム 40 mg の重量を量るし、1% クエン酸ナトリウム ストック溶液を調製する DI 水 4 mL に溶かします。</li>
		<li>15 nm の金ナノ粒子を合成するには、ステップ 1.2.3 から 1% クエン酸ナトリウム溶液 3 mL を注射器でゆで卵の混合物に追加します。 注: ソリューションの色 1 分で灰色とし、徐々 に赤を回します。<ol>
<li>40 nm の金ナノ粒子を合成するには、注射器でステップ 1.2.2 から沸騰溶液に 1% クエン酸ナトリウム溶液 1.5 mL を注入します。約 10 分で赤に変わるまで沸騰ソリューションをしてください。 メモ: ソリューションの色変更透明から濃い灰色に、黒、そして約 1 分で紫色に。</li>
		</ol>
</li>
		<li>周囲条件下で室温にソリューションを 30 分クールな反応液を逆流し続けます。</li>
		<li>サイズと紫外可視分光法および SEM の結果 Au ナノ粒子の均一性を特徴します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Au ナノワイヤーの合成 (長さ = ~ 500 nm) シリコン (Si) ウェーハと種々 の基板上
<ol><li>吸着種の基板を準備します。<ol>
<li>´ 5 mm 枚 5 mm に Si ウエハを切ります。Si ウェハ純水超音波風呂、15 分ごとに順番にエタノール入りをクリーンアップします。</li>
		<li>29.6 W の O2プラズマ (220 V で運転) 20 分のための Si ウエハを扱います。 注: ウエハの表面が親水性になります。</li>
		<li>・ ディ ・水 (5 mL) とエタノール 20 mL バイアル (5 mL) の混合物を APTES の 11.1 mg を溶解することにより 5 mM 3-アミノプロピルトリエトキシシラン (APTES) ソリューションを準備します。</li>
		<li>30 分のために 20 mL バイアル 2.1.3 の手順で準備 APTES ソリューションで Si ウエハの部分を浸します。</li>
		<li>Si ウェハを取り出し、エタノール、DI 水で徹底的に洗います。</li>
	</ol>
</li>
	<li>基板上にシード粒子を吸着します。<ol>
<li>3-5 nm ステップ 1.1 2 h で Au 種子溶液で Si 基板を浸します。<ol>
<li>15 nm Au 種子から Au ナノワイヤを成長し、2 h の 15 nm Au ナノ粒子溶液で Si ウエハを浸します。</li>
			<li>40 nm Au 種子から Au ナノワイヤを成長し、2 h の 40 nm Au ナノ粒子溶液で Si 基板を浸します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>Si ウェハを取り出し、吸収されていない Au ナノ粒子を削除する・ ディ ・水 50 mL で洗います。</li>
	</ol>
</li>
	<li>基質結合 Au ナノワイヤーを成長します。<ol>
<li>4-MBA エタノール 10 mL で 2.5 mg を溶解して 1.65 mM 4-mercaptobenzoic 酸 (4-MBA) ソリューションを準備します。</li>
		<li>5.10 mM HAuCl4ソリューションを準備するには、HAuCl4∙3H2O 5 mL のエタノールの混合物中の 20.1 mg、5 mL の純水を溶解します。</li>
		<li>水 10 ml ・ ディ ・ L-アスコルビン酸の 21.7 mg を溶解して 12.3 mM L-アスコルビン酸溶液を準備します。</li>
		<li>5.10 mM HAuCl4ソリューションの 0.5 mL を 10 mL のバイアルで 1.65 mM 4 MBA 溶液 0.5 mL に混ぜてください。</li>
		<li>ステップ 2.2.2 2.3.4 準備した混合溶液中から種子を吸着した Si 基板を浸します。</li>
		<li>ウェハに浸した混合液に 12.3 mM L-アスコルビン酸溶液 0.5 mL を追加します。ソリューションを均等にミックスに軽く瓶を振る。</li>
		<li>ウェハを残し、15 分の妨げられていないソリューションは、気泡の成長過程と光沢のある灰色から赤褐色の Si ウェハの表面の色の変化中を確認します。</li>
		<li>Si ウェハを取り出し、エタノールと DI 水ですすいでください。周囲条件下での Si ウェハの乾燥、ゴールドにウェーハの表面を待ちます。</li>
		<li>SEM Au ナノワイヤーの形態を特徴します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>スライド ガラス上の Au ナノワイヤの成長、Al2O3、チタン酸ストロンチウム3そこで3インジウムの錫の酸化物 (ITO)、フッ素ドープ酸化スズ (FTO) 基板クリーニング プロセスを含む、同じ手順に従います。</li>
</ol>3. 異なる配位子を Au ナノワイヤの作製
<ol><li>Au ナノワイヤーの合成は、様々 なチオール配位子と林: 2 naphthalenethiol (2-NpSH)、4-mercaptophenylacetic 酸 (4-MPAA)、3-mercaptobenzoic 酸 (3-mba を取得)。<ol>
<li>手順 2.1 2.2 で同じ手順を行う Si ウエハを扱います。</li>
		<li>エタノール 10 mL で 2 NpSH の 2.6 mg を溶解して 1.65 mM 2 NpSH ソリューションを準備します。<ol>
<li>エタノール 10 mL で 4 MPAA の 2.8 mg を溶解して 1.65 mM 4 MPAA ソリューションを準備します。</li>
			<li>3-MBA エタノール 10 mL で 2.5 mg を溶解して 1.65 mM 3 MBA ソリューションを準備します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>5.10 mM HAuCl4ソリューションと手順 2.3.1-2.3.3 の同じ手順に従う 12.3 mM L-アスコルビン酸溶液を準備します。</li>
		<li>10 mL バイアルの HAuCl4溶液 0.5 mL を混ぜて 2 NpSH 溶液 0.5 mL、均一溶液を得るための混合物を振る。<ol>
<li>10 mL バイアルの HAuCl4溶液 0.5 mL を混ぜて 4 MPAA 溶液 0.5 mL、均一溶液を得るための混合物を振る。</li>
			<li>10 mL バイアルの HAuCl4溶液 0.5 mL を混ぜて 3 MBA 溶液 0.5 mL、均一溶液を得るための混合物を振る。</li>
		</ol>
</li>
		<li>12.3 mM L-アスコルビン酸溶液 0.5 mL をウェーハに浸した混合液に追加します。軽く均等に混合ソリューションを取得するバイアルを振る。</li>
		<li>操作を行わないでウェハとソリューション 15 分観察のためゆっくりと光沢のある灰色から赤褐色に回って Si ウェーハの表面。</li>
		<li>Si 基板を取り出すし、エタノールと DI 水で洗い流してウエハの表面が金に変わるまで周囲条件下で Si ウエハを乾燥します。</li>
		<li>Au ナノワイヤーの森林構造 SEM を使用を確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>混合配位子テーパー Au ナノワイヤーの合成。<ol>
<li>4-mba を取得, 3-mercaptopropanoic 酸 (3 MPA) の混合配位子を厚く Au ナノワイヤーの合成 (c4 MBA/c3 MPA = 3:1)。<ol>
<li>手順 2.1 2.2、種子ソリューション 100 倍に希釈を除いて同じ手順に従い Si ウエハを扱います。</li>
			<li>エタノール 10 mL で 4 MBA の 4.6 mg を溶解することにより 3 mM 4 MBA ソリューションを準備します。</li>
			<li>エタノール 10 mL で 3 MPA の 3.2 mg を溶解することにより 3 mM 3 MPA ソリューションを準備します。</li>
			<li>ミックス (の 10 mL バイアル 3 mM 3 MPA 溶液 0.25 mL と 3 mM 4 MBA ソリューションの 0.75 mL。均一溶液に軽く振る。</li>
			<li>5.10 mM HAuCl4ソリューションと手順 2.3.2-2.3.3 の同じ手順に従う 12.3 mM L-アスコルビン酸溶液を準備します。</li>
			<li>3.2.1.4 の手順で混合液に 5.10 mM HAuCl4ソリューションの 0.5 mL を追加し、ソリューションを均質に軽く振る。</li>
			<li>ステップ 3.2.1.1 10 mL バイアルの混合溶液中から Si ウェハを浸します。12.3 mM L-アスコルビン酸溶液 0.5 mL を混合ソリューションに追加します。</li>
			<li>10 分後 Si ウェハを取り出し、エタノール、DI 水ですすいでください。</li>
			<li>周囲条件下でウェハを乾燥し、で構造を確認</li>
		</ol>
</li>
		<li>4-mba を取得、3 MPA の混合配位子を持つテーパ Au ナノワイヤーの合成 (c4 MBA/c3 MPA = 6:4)。3.2.1 のステップ 3 mM 4 MBA ソリューションと 3 mM 3 MPA 溶液 0.4 mL 0.6 mL で同じ手順に従ってください。</li>
		<li>4-mba を取得、3 MPA の混合配位子をテーパーの Au ナノワイヤーの合成 (c4 MBA/c3 MPA = 1:1)。3.2.1 のステップ 3 mM 4 MBA ソリューションと 3 mM 3 MPA 溶液 0.5 mL 0.5 mL で同じ手順に従ってください。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Au ナノワイヤを用いた複雑なナノ構造の合成
<ol><li>セグメントの厚さ-シン-太い細い区域 Au ナノワイヤーの合成。<ol>
<li>手順 2.1 2.2 で同じ手順を行う Si ウエハを扱います。</li>
		<li>エタノール 10 mL で 4 MBA の 2.5 mg を溶解して 1.65 mM 4 MBA ソリューションを準備します。</li>
		<li>1.65 mM 4 MBA ソリューションを 20 倍に希釈して 0.0830 mM 4 MBA ソリューションを準備します。</li>
		<li>HAuCl4と同じ手順の手順 2.3.2-2.3.3 に L-アスコルビン酸溶液を準備します。</li>
		<li>12.3 mM L-アスコルビン酸溶液 0.5 mL、5.10 mM HAuCl4溶液 0.5 mL 1.65 mM 4 MBA 溶液 0.5 mL を混合することによって成長溶液 1.5 mL を準備 (最終濃度: c4 MBA 0.550 mM、cHAuCl4を = = 1.70 mM、c はL-アスコルビン酸= 4.10 mM)。</li>
		<li>0.0830 mM 4 MBA ソリューション、5.10 mM HAuCl4ソリューション、12.3 mM L-アスコルビン酸溶液 0.5 mL の 0.5 mL の 0.5 mL を混合することによって成長溶液 B 1.5 mL を準備 (最終濃度: c4 MBA 0.0280 mM、cHAuCl4を = = 1.70 形状、記号L-アスコルビン酸= 4.10 mM)。</li>
		<li>約 1 分の成長ソリューション B の 10 mL バイアルの Si ウエハを浸します。</li>
		<li>急速に成長溶液を含む別の 10 mL バイアルに乾燥させず Si ウエハを転送し、2 分間成長させておきます。</li>
		<li>手順 4.1.7-4.1.8 をあと 1 回繰り返します。</li>
		<li>Si ウェハを取り出し、50 mL のエタノールと 50 mL の純水ですすいでください。</li>
		<li>結果セグメント化された Au ナノワイヤーの構造を確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ナノフラワーの合成<ol>
<li>5 分 O2プラズマ処理を除く手順 2.1 2.2、同じ手順に従い Si ウエハを扱います。</li>
		<li>10 mL バイアル希釈 3-5 nm Au 種子溶液中 15 分間 x 10000 Si ウエハを浸します。</li>
		<li>徹底的に吸収されていない Au ナノ粒子を削除する DI 水でステップ 4.2.2 から Si ウエハを洗浄します。</li>
		<li>0.550 mM 4-mba を取得、1.70 mM HAuCl4、および 4.10 mM L-アスコルビン酸、4.1.5 の手順で同様の手順を含む成長溶液を準備します。</li>
		<li>30 の成長溶液 10 mL バイアル内のウェハを浸す s。</li>
		<li>成長のソリューションからウェハを削除し、ソリューションの薄層を残す (~ 13 15 μ L) ウェハ上。</li>
		<li>すぐに常温でウェーハをブロードライします。</li>
		<li>Nanoflower 構造を確認します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

著者が明らかに何もありません。

この支配されるアクティブな表面の成長ナノワイヤ合成のメカニズムは、前作業19で包括的に議論されています。さらに、種子のサイズと種類の効果だけでなく、配位子の種類とサイズの効果を調査した20,21にされています。一般的に。以前報告されたルートでナノワイヤ成長が違います。テンプレートは不要で、Au のリガンドに覆われた表面と基板に直面して Au 表面の違いによる非対称成長。アクティブなサーフェスは、新しく堆積 Au 表面は常に新鮮で配位子欠乏全体成長過程全体にわたってアクティブなまま。ここで我々 はこの合成を実行するのに実験操作に我々 の議論を集中でしょう。周囲条件下で反応が起こるそれにもかかわらず、いくつかのポイントでは、これらのナノ構造を合成でより良いコントロールの強調する必要があります。
Au ナノワイヤーの合成種のナノ粒子の作製から始まります。一般的に、ナノワイヤを成長のための種として、Au ナノ構造を用いることが...

1 次元ナノ材料の典型的な, ナノワイヤーは、バルク関連プロパティとユニークな特性に由来するナノ構造の量子効果の両方を所有しています。ナノスケールとバルク スケール材料間の橋として適用されている広く触媒・ センシング ・ ナノ電子デバイス等の様々 な分野で。1,2,3。
しかし、それは通常結晶の本質的な対称を壊す必要とナノワイヤーの合成は大きな挑戦をずっと。伝統的に、材料の蒸着を規制するテンプレートを採用します。たとえば、テンプレート電着は、各種 Ag ナノワイヤと Cd ナノワイヤー4,5,6,7,8,9 のようなナノワイヤーの形成のため使用されています ,10。蒸気-液体-固体 (VLS) 成長を基板上に高温11異方性成長に伴う溶融触媒を採用する一般的な方法です。金属ナノワイヤーの合成のための一般的な戦略は、Ag ナノワイヤ ポリオール法とオレイルアミンによる極薄 Au ナノワイヤ12,13,14,15です。両方のアプローチは、素材特有のナノワイヤ パラメーターが合成の際に容易にチューニングされていません。さらに、金属ナノワイヤは、圧力駆動方式、金属ナノ粒子の集合体は、機械的に圧縮およびナノワイヤー16,17,18に融合によって形成されることができます。
最近、我々 は合成 Au ナノワイヤ19に独特の方法を報告しました。チオール小分子リガンドのアシストによるナノワイヤーは成長できるし、バルク Si 基板周囲条件下での垂直配向の配列を形成します。リガンドは、対称性の破れの成長に重要な役割を果たすことがわかった。それは強く、配位子欠乏種基板界面における選択的に入金する Au の強制基板吸着した Au 種子の表面にバインドします。新しく堆積した Au と基板間のインターフェイスのまま配位子欠乏、したがって、アクティブなサーフェス全体の成長を通して存在します。リガンド濃度、種子の種類と濃度だけでなく、他のいくつかのパラメーターを調整することにより Au ナノワイヤを用いたナノ構造のシリーズを合成することができます。
今回、この便利な Au ナノワイヤ合成のための詳しいプロトコルをいたします。2 配位子と成長をチューニングすることによって形成されたナノワイヤを用いた Au ナノ構造を混合することによって疎水性表面の特性、その他の基板上に Au ナノワイヤー、テーパ Au ナノワイヤー Au ナノワイヤーの合成を含む派生の合成はまた提示します。条件。

<table><tbody><tr><td>クエン酸三ナトリウム二水和物</td><td>Alfa Aesar</td><td>LoT: 5008F14U</td><td></td></tr><tr><td>水素化ホウ素</td>ナトリウム <td>Fluka</td><td>LoT: STBG0330V</td><td>NaBH4</td></tr><tr><td>テトラクロロオーリン酸水素(III) 三水和物</td><td>Alfa Aesar</td><td>LoT: T19C006</td><td>HAuCl4</td></tr><tr><td>3-アミノプロピルトリエトキシシラン</td><td>J&K Scientific</td><td>LoT: LT20Q102</td><td>APTES</td></tr><tr><td>L-アスコルビン酸&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>LoT: SLBL9227V</td><td></td></tr><tr><td>4-メルカプト安息香酸</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>LoT: MKBV5048V</td><td>4-MBA</td></tr><tr><td>2-ナフタレンチオール</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>LoT: BCBP4238V</td><td>2-NpSH</td></tr><tr><td>4-メルカプトフェニル酢酸</td><td>Alfa Aesar</td><td>LoT: 10199160</td><td>4-MPAA</td></tr><tr><td>3-メルカプト安息香酸</td><td>Aladdin</td><td>LoT: G1213027</td><td>3-MBA</td></tr><tr><td>3-メルカプトプロピオン酸</td><td>Aladdin</td><td>LoT: E1618095</td><td>3-MPA</td></tr><tr><td>無水エタノール</td><td>Sinopharm 化学試薬</td><td>20170802</td><td></td></tr><tr><td>シリコンウェーハ</td><td>Zhe Jiang lijing</td><td>P</td><td>Si</td></tr><tr><td>走査型電子顕微鏡</td><td>Quanta FEG 250</td><td></td><td>SEM</td></tr><tr><td>遠心分離機&nbsp;</td><td>Eppendorf</td><td>5424</td><td></td></tr><tr><td>超音波洗浄機&nbsp;</td><td>Kun Shan hechuang</td><td></td><td></td></tr><tr><td>超純水システム</td><td>南京qianyan</td><td>UP6682-10-11</td><td>脱イオン水</td></tr><tr><td>プラズマ</td><td>クリーナーHarrickプラズマ</td><td>PDC-002</td>酸素<td>プラズマ用</td></tr></tbody></table>

アクティブな表面の成長メカニズムを介して基質結合 au ナノワイヤの作製

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

合成機能を進んでは、ナノサイエンスとナノテクノロジーの開発にとって重要です。ナノワイヤーの合成は挑戦をずっと対称結晶の非対称の成長が必要です。ここでは、特徴的な合成基質結合 Au ナノワイヤーの報告します。この無料のテンプレート合成では、チオールと周囲条件下で溶液中の Au の連続の非対称成膜を達成するために基板上吸着を採用しています。チオール リガンドは、Au 蒸着が Au の種子と基板間のインターフェイスでのみ発生しますので、種子の表面に Au 蒸着を防いだ。新しく堆積した Au ナノワイヤの側面は、基板に直面して下の配位子無料、Au めっき基板への次のラウンドのためにアクティブなまますぐにチオール リガンドで覆われます。さらにことを示す様々 な基板上にこの Au ナノワイヤ成長を誘起すること異なるチオール配位子は、ナノワイヤの表面化を規制する使用ことができます。ナノワイヤの直径は、別の「悪い」リガンドが横方向成長をオンに、混合配位子を制御できます。機構の理解と Au ナノワイヤを用いたナノ構造を設計し、合成できます。

Au ナノ粒子種、基質結合 Au ナノワイヤー、SEM.図 1 Au ナノワイヤを用いた誘導体ナノ構造の特徴は 3-5 nm の金ナノ粒子、15 の代表的な SEM 画像を示しています nm の金ナノ粒子と 40 nm Auナノ粒子のサイズ、吸着や配布を確認、Si 基板上に吸着しました。Si ウエハ上それぞれの種子からの Au ナノワイヤがまた掲載されています。典型的な Au ナノワイヤー基板、ウェハー基板、すなわち、ガラス基板等以外の代表的な SEM 画像。図 2に掲載されています。肥厚したナノワイヤの代表的な SEM 画像を様々 な配位子を合成し、混合配位子は、図 3に表示されます。分節ナノワイヤーおよび nanoflower 構造の代表的な SEM イメージは、図 4で示されます。
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基質結合 Au ナノワイヤーの合成ソリューション ベースの方法を報告する.合成の際に使用される分子の配位子を調整することにより、様々 な基板表面特性が異なるから Au ナノワイヤーを栽培できます。Au ナノワイヤを用いたナノ構造体は、反応パラメーターを調整することによっても合成できます。

アクティブな表面の成長メカニズムを介して基質結合 Au ナノワイヤの作製

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

今回は、1次元ナノ構造の生成に用いる方法をご紹介します。この技術の主な利点は、単純な湿式化学操作で、温和な条件下で長時間のナノワイヤをトレースできることです。まず、4ミリリットルのバイアルに、10ミリグラムの水素テトラクロロオーリン酸三水和物を1ミリリットルの脱イオン水に溶解します。PETによって、この2.5ミリモルクロロアウリン酸ストック溶液の0.197ミリリットルを、攪拌棒を備えた50ミリリットルの丸底フラスコに入れます。フラスコに19.7ミリリットルの脱イオン水を加えて攪拌し、0.025ミリモルのクロロアウリン酸溶液を得る。次に、別の4ミリリットルのバイアルに、10ミリグラムのクエン酸三ナトリウム二水和物を1ミリリットルの脱イオン水に溶解します。この0.1グラム/ミリリットルのクエン酸ナトリウム原液を0.147ミリリットルを希釈したクロロアウリン酸溶液に攪拌しながら加えます。次に、3番目の4ミリリットルのバイアルに2.3ミリグラムの水素化ホウ素ナトリウムと0.6ミリリットルの脱イオン水を溶解して、数分以内に使用する必要がある0.1モルの溶液を取得します。淡黄色の反応混合物が激しく攪拌していることを確認してください。水素化ホウ素ナトリウム溶液を激しく攪拌する混合物にすばやくピペットで入れると、すぐに明るいオレンジ色になります。混合物を10分間攪拌し続けて、赤みがかったオレンジ色への段階的な色の変化で示されるように、金ナノ粒子を得る。ナノアーティクルは最長1週間保存できます。金ナノワイヤーを合成するには、まず厚さ0.5ミリリットルのシリコンウェーハから5ミリリットル×5ミリリットルのピースを切り取ります。この基質を脱イオン水とエタノールでそれぞれ15分間、順番に超音波処理します。きれいな基板を拭き取り、空気中で乾燥させます。次に、基板を29.6ワットと220ボルトの酸素プラズマで20分間処理します。プラズマ処理中、20ミリリットルのバイアルに11.1ミリグラムのAPTESを10ミリリットルの脱イオン水とエタノールの1対1の容量混合物に溶解して、5ミリモル溶液を得る。プラズマ処理が終了したら、基板をAPTES溶液に30分間浸します。次に、エタノールと脱イオン水をそれぞれ約20ミリリットルずつ基材で順番に十分にすすぎます。基板を金ナノ粒子溶液に2時間浸し、シードナノ粒子がその表面に吸収されるようにします。次に、4-MBAとエタノールの1.65ミリモル溶液をそれぞれ10ミリリットル調製します。脱イオン水とエタノールの1対1の混合物にクロロアウリン酸の5.10ミリモル溶液を追加します脱イオン水にL-アスコルビン酸の12.3ミリモル溶液を追加します。クロロアウリン酸溶液と4-MBA溶液をそれぞれ0.5ミリリットルずつ10ミリリットルのバイアルに混ぜ合わせます。バイアルを振って溶液を混合します。次に、播種された基質をピンセットで拾い上げ、20ミリリットルの脱イオン水で洗浄して、吸収されていない金ナノ粒子を除去します。播種した基質を4-MBAのクロロアウリン酸の混合物に浸します。次に、0.5ミリリットルのアスコルビン酸溶液を混合物に加えます。バイアルを静かに振って、溶液を均一に混合します。基質を混合物に浸し、15分間邪魔にならないようにしておきます。空気アスコルビン酸は、4-MBAとクロロオーリン酸を混合した後に添加する必要があります。そうしないと、すぐに均一な核形成が発生し、ナノワイヤが成長しません。成長過程での気泡の形成を監視します。基板表面は光沢のある灰色から赤褐色に変化します。次に、混合物から基質を取り出し、エタノールと脱イオン水ですすいでください。その後、風乾させます。基板表面は乾燥すると金色の外観になります。異なる厚さの交互のセグメントを持つ金ナノワイヤを合成するには、まず、前述のようにシリコン基板上に金ナノ粒子を播種します。また、前述のように、1.65ミリモルの4-MBA溶液、5.10ミリモルのクロロアウリン酸溶液、および12.3ミリモルのアスコルビン酸溶液をそれぞれ10ミリリットル調製します。次に、1.6ミリモルの4-MBA溶液を0.1ミリリットル、エタノールで20倍に希釈して、0.083ミリリットルの4-MBA溶液を2ミリリットル作ります。10ミリリットルのバイアルに、4-MBAの1.65ミリモル溶液、クロロアウリン酸溶液、アスコルビン酸溶液をそれぞれ0.5ミリリットル混ぜ合わせます。.混合物をボルテックスして別の10ミリリットルバイアル A.In 成長溶液を形成し、4-MBAの0.083ミリモル溶液、クロロアウリン酸、およびアスコルビン酸溶液をそれぞれ0.5ミリリットル組み合わせます。混合物をボルテックスして成長溶液Bを得る。金ナノ粒子を播種した基板と成長溶液Bを約1分間浸漬する。基質を成長溶液Aの容器に迅速に移し、2分間浸します。バイアル間を移動するときに基質が乾燥しないように注意しながら、一度浸漬シーケンスを繰り返します。最後に、50ミリリットルのエタノールと50ミリリットルの脱イオン水で基材をすすぎます。直径3〜5ナノメートル、15ナノメートル、および40ナノメートルの金ナノ粒子はすべて、シリコンウェーハ基板上に播種することに成功しました。次に、これらの種子から基板結合金ナノワイヤーを、配位子として4-MBAを用いて成長させました。金ナノワイヤーは、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、アルミン酸ランタン、ガラス、酸化インジウムスズ、およびフッ素ドープ酸化スズ表面にも成功裏に成長しました。厚く薄いセグメントが交互に変化するナノワイヤは、配位子濃度の異なる成長溶液に基板を交互に浸すことによって成長しました。そして、ナノフラワーは、シリコン基板上で成長溶液を急速に乾燥させることによって成長しました。ナノワイヤの構造は、配位子を変化させることによっても変化させることができます。配位子として4-MPAA、2-ナフタレンチオール、または3-MBAを使用すると、超薄型ナノワイヤアレイが得られました。4-MBAと3-MBAをさまざまな比率で混合すると、テーパー状のナノワイヤが得られました。このビデオを見た後、表面の成長メカニズムを使用して外国の基板から成長ナノワイヤを成長させる方法についてよく理解できるはずです。

synthesis-substrate-bound-au-nanowires-via-an-active-surface-growth

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

プラズモニックピンセットとフォトニック結晶のナノ構造は、光学的にマイクロおよびナノ粒子を捕集の効率性と配向制御に有用な機能強化を作成することが示されている。...

強化されたマイクロおよびナノ操作のためのプラズモニックとフォトニック結晶ナノ構造の利用

我々はシルバーシード媒介成長法を用いて星状の金nanostarsを合成した。...

シルバーシード媒介成長法によるゴールドNanostarの合成

我々は、垂直方向に順序付けられた小分子有機ナノワイヤーの超高密度アレイを製造するための簡単​​な方法を報告している。この方法は、安価に、任意の基板上に成長させることができる複雑なヘテロ構造ハイブリッドナノワイヤーの幾何学的形状の合成を可能にする。これらの構造は、有機エレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、化学センシング、太陽光発電やスピントロニクスの潜在的なアプリケーションを持っている。...

任意の基板上の垂直配向小分子有機ナノワイヤーの超高密度アレイ

シリコン界面の表面ドーピングの詳細な手順が提供されています。超浅面ドーピングは、リン含有単分子膜と迅速なアニーリングプロセスを使用することによって実証されます。この方法は、巨視的な領域表面だけでなく、ナノ構造のドーピングにも使用できます。...

有機リン化合物を用いたシリコン表面およびナノワイヤの単層接触ドーピング

銀ナノワイヤーは、電子と光学情報を表面プラズモンの形で同時に輸送することができます。ここでは、このような共有回路を実現するための手順を説明し、両方の情報キャリアを伝播する際の制限を評価します。...

通電銀ナノワイヤにおけるプラズモニック輸送の評価

CdSまたはZnSの半導体シェルでコーティングされた均一な金ナノ粒子の合成が行われます。半導体コーティングは、最初に硫化銀シェルを堆積させ、銀カチオンを亜鉛またはカドミウムカチオンと交換することによって行われます。...

合成、キャラクタリゼーション、およびハイブリッドのAu / CdSのとAu / ZnSのコア/シェルナノ粒子の機能化

この作品の主な目的はキャッピングn その場x 線小角散乱...

リガンドを介した核生成とパラジウムの金属ナノ粒子の成長

本研究は、窒化チタン/シリコン基板上に金樹状 nanoforests を合成するための実現可能な手順を提示する。金樹状 nanoforests...

窒化チタン被覆シリコン基板上の金樹状 Nanoforests の成長

可動性の高い、近赤外線発光光発光金ナノクラスターの調製法と、フローサイトメトリーおよび共焦点レーザー走査顕微鏡によるHeLa細胞内での直接検出の信頼性と再現性の高い方法について説明する。...

近赤外線発光金ナノクラスターの生物応用のための合成

溶液支援合成と表面支援合成の組み合わせは、ナノ構造の原子精度合成に新たな方向性を開きます。走査型トンネル顕微鏡(STM)と非接触原子間力顕微鏡(nc-AFM)を組み合わせることで、新たに設計および生成された炭素ベースのナノオブジェクトの詳細な特性評価が可能になります。...

溶液と表面化学の組み合わせにより合成された多孔質ナノグラフェンの顕微鏡的可視化

ここでは、金(Au)種子の合成について、トルコ法を用いて説明する。次に、これらのシードを使用して、調整可能なプラズモン特性を持つ金-スズ合金(Au-Sn)ナノ粒子を合成します。...

プラズモン金-錫合金ナノ粒子の水系合成

学ぶ基質結合Auナノワイヤの溶液ベース合成法。分子リガンドと反応条件を調整し、シリコンや酸化インジウム錫など多様な基質上で金ナノワイヤを作製する技術を習得できます。

アクティブな表面の成長メカニズムを介して基質結合 Au ナノワイヤの作製

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