We presenteren de synthese van de organische basis ferrimagnet vanadium tetracyanoethyleen (V [TCNE] x, x ~ 2) via lage temperatuur chemical vapor deposition (CVD). Deze geoptimaliseerde recept levert een toename van de Curie temperatuur van 400 K tot 600 K en dan drastisch toegenomen magnetische resonantie eigenschappen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Chemical Vapor Deposition van een organische Magnet, Vanadium tetracyanoethyleen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Recente vooruitgang op het gebied van organische materialen is apparaten opgeleverd zoals organische lichtemitterende diodes (OLED's), die voordelen niet gevonden in traditionele materialen, waaronder lage kosten en mechanische flexibiliteit. Op soortgelijke wijze zou het voordelig zijn het gebruik van organische stoffen in hoogfrequente elektronica en spin-gebaseerde elektronica breiden. Dit werk presenteert een synthetisch proces voor de groei van dunne films van de kamertemperatuur organische ferrimagnet, vanadium tetracyanoethyleen (V [TCNE] x, x ~ 2) door lage temperatuur chemical vapor deposition (CVD). De dunne film wordt gegroeid bij <60 ° C, en is geschikt voor een groot aantal substraten waaronder, maar niet beperkt tot, silicium, glas, Teflon en flexibele substraten. De conforme depositie is bevorderlijk voor-gerangschikte en driedimensionale structuren en. Daarnaast kan deze techniek folies met dikten van 30 nm tot enkele microns verkregen. Recente vooruitgangoptimalisering van filmgroei wordt een film waarvan de eigenschappen, zoals een hogere Curie temperatuur (600 K), verbeterde magnetische homogeniteit en smalle ferromagnetische resonantie lijnbreedte (1,5 G) veelbelovend voor diverse toepassingen in spintronica en magnetron elektronica.
Inleiding
De organische halfgeleiders gebaseerde ferrimagnetische vanadium tetracyanoethyleen (V [TCNE] x, x ~ 2) vertoont kamertemperatuur magnetische ordening en belooft de voordelen van organische materialen voor magnetoelectronic toepassingen, zoals flexibiliteit, lage productiekosten en chemische tunability. Eerdere studies hebben aangetoond functionaliteit spintronica, inclusief hybride organische / anorganische 1,2 en volledig organische rotatie kleppen 3 en als spin polarisator actief organisch / anorganische halfgeleider heterostructuur 4. Bovendien heeft V [TCNE] x ~ 2 belofte voor opname in hoo....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Synthese en Voorbereiding van de Voorlopers
- Bereiding van [N Et 4] [V (CO) 6] 23
- In een stikstof handschoenenkast gesneden 1,88 g natriummetaal in ~ 40 stukken en meng met 14,84 g antraceen in 320 ml watervrij tetrahydrofuran (THF) in een 1 L driehals rondbodem kolf.
LET OP: Zowel natrium metaal en tetrahydrofuraan zijn licht ontvlambaar. - Roer de oplossing gedurende 4,5 uur bij kamertemperatuur onder een stikstofatmosfeer tot een diepblauwe oplossing van NaCl 14 H 10 wordt gevormd.
- Koel de oplossing af tot 0 ° C.
- In een handschoenenkast stikstof, stelt e....
- In een stikstof handschoenenkast gesneden 1,88 g natriummetaal in ~ 40 stukken en meng met 14,84 g antraceen in 320 ml watervrij tetrahydrofuran (THF) in een 1 L driehals rondbodem kolf.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De eerste en eenvoudigste methode om te bepalen of een afzettingssnelheid gelukt is om een visuele controle van de films doen. De film moet donker paars met een spiegel afwerking die is uniform over de substraten verschijnen. Als er vlekken op het oppervlak van het substraat waar geen V [TCNE] x ~ 2 of is lichter van kleur, dan is dit waarschijnlijk te wijten aan de aanwezigheid van oplosmiddelen of andere verontreinigingen op het substraatoppervlak. Daarnaast is de film moet ondoorzichtig zijn. Te.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De belangrijkste parameters voor V [TCNE] x ~ 2 depositie omvatten temperatuur, draaggasstroom, druk, en de verhouding van de voorlopers. Omdat de chemische opdamping set-up is niet commercieel beschikbaar deze parameters moeten worden geoptimaliseerd voor elk systeem. Een eerdere studie van Shima et al. Toonde aan dat de temperatuur heeft de grootste invloed op de snelheid van de sublimatie TCNE precursor 26. De temperatuur kan zowel worden gewijzigd door de op de temperatuurrege.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door NSF Grant No. DMR-1207243, de NSF MRSEC programma (DMR-0820414), DOE Grant No. DE-FG02-03ER46054 en de OSU-Instituut voor Materiaalonderzoek. De auteurs erkennen de NanoSystems Laboratory aan de Ohio State University, en technische bijstand van CY Kao en CY Chen.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Utrusting | |||
| Stikstofkast | Vacuum Atmospheres | Omni | stappen die in een stikstofkast worden uitgevoerd, kunnen ook in een argonkast worden uitgevoerd |
| 1 L driehals ronde bodemfles | Corning | 4965A-1L | |
| 500 ml ronde bodemfles | Sigma Aldrich | 64678 | |
| Turbo vacuümpompsysteem | Agilent Varian | G8701A-011-037 | |
| Glazen stopkraan | Kontes | 185000-2440 | |
| Glazen tweewegverbindingsbuis | Corning | 8940-24 | Corning Pyrex(R) 105 graden gebogen buisadapter met tweeweg 24/40 standaard verloop |
| Koudvinger | Op maat gemaakt onderdeel door OSU chemieglaswerkplaats | ||
| Argonkast | Vacuum Atmospheres | Nexus I | |
| Hetelucht roerder | Corning | 6795 | |
| Thermo-elektrische koeler | Advanced Thermoelectric | TCP-50 | |
| Temperatuurregelaar | Advanced Thermoelectric | TLZ10 | voor TE-koeler |
| Voeding | Advanced Thermoelectric | PS-145W-12V | voor TE-koeler en temperatuurregelaar |
| Temperatuurregelaar | J-Kem Scientific | Model 150 | Voor verwarmingsspiraal |
| Verwarmingsdraad | Pelican Wire Company | Nichrome 60 | |
| Op maat gemaakte glaswerkstukken | Gemaakt door OSU Chemie glaswerkplaats | ||
| Vacuümpomp | BOC Edwards | XDS-5 | Aangesloten op de CVD-opstelling |
| Debimeter | Gilmont | GF-2260 | |
| Micrometerklep | Gilmont | 7300 | Regelt de argonstroom over TCNE |
| Micrometerklep | Gilmont | 7100 | Regelt de argonstroom over V(CO)6 |
| Buis | Tygon | R3603 | 1/8 inch wanden, aangesloten tussen kleppen en meter |
| 3-weg stopkraan | Nalgene | 6470 | wordt gebruikt om de stromingssnelheden aan te passen |
| Drukmeter | Matheson | 63-4105 | sluit aan op de bovenkant van Figuur 1 deel A |
| SQUID-magnetometer | Quantum Design | MPMS-XL | |
| EPR | Bruker | Elexsys | |
| PPMS | Quantum Design | 14T PPMS | |
| Sourcemeter | Keithely | 2400 | |
| Materialen | |||
| Natriummetaal | Sigma Aldrich | 262714 | |
| Antraceen | Sigma Aldrich | 141062 | |
| Watervrij tetrahydrofuraand | Sigma Aldrich | 186562 | |
| Vanadium(III)chloride tetrahydrofuraancomplex | Sigma Aldrich | 395382 | |
| Koolmonoxidegas | OSU-winkel | 98610 | |
| Tetraethylammoniumbromide | Sigma Aldrich | 241059 | |
| Fosforzuur | Sigma Aldrich | 79622 | |
| Methanol | Sigma Aldrich | 14262 | |
| Siliconenolie | Sigma Aldrich | 146153 | |
| Koperen pellets | Uitgesneden uit reserve koperdraad | ||
| Tetracyanoethyleen | Sigma Aldrich | T8809 | |
| Glazen schuifjes | Gold Seal | 3010 | |
| Geactiveerde houtskool | Sigma Aldrich | 242276 |
Referenties
- Yoo, J. W., et al. Spin injection/detection using an organic-based magnetic semiconductor. Nat. Mater. 9, 638-642 (2010).
- Li, B., et al. Room-temperature organic-based spin polarizer. Appl. Phys. Lett. 99, 153503(2011).
- Li, B., Kao, C. Y., Y....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
