probing C ₈₄ Ingebedde Si-substraat met behulp van Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

Het doel van dit onderzoek is de fabricage van een C84-ingebedde siliciumsubstraat-heterojunction en vervolgens analyse om een grondig begrip te verkrijgen van de elektronische, opto-elektronische, mechanische, magnetische en velduitstooteigenschappen van de resulterende materialen. Nanomaterialen die ik in de voorraad heb, zijn een trend van een materiaalrevolutie. Met behulp van een dunne sonde microscoop zullen we in staat zijn om de kenmerken van nanostructuren op de oppervlakken met een voldoende en een resolutie te identificeren.

Met behulp van moleculaire dynamische simulatie kunnen we het type, afhankelijke, atoom- en mechanische gedrag van het indrukproces monitoren. Alle simulaties werden uitgevoerd met parallelle computing in een supercluster ALPS van NCHC en al het experimentele werk werd gedaan in het nanoscience lab van NCHU. De persoon die de procedures demonstreerde was Che-Fu, Pei-Fang, Ya-Chi en Wei-Pin uit mijn groep.

Eerst onderwerpen we een silicium 111 substraat aan een reiniging die het aanbrengen van een oplosmiddel omvat, gevolgd door verhitting in een ultrahoge vacuümsysteem voor het verwijderen van de oxidelaag en onzuiverheden van het oppervlak van het substraat. Voor C84 depositie op het siliciumoppervlak verwarmen we een Castle-verdamper met een externe voeding via verwarmingsfilamenten tot 500 graden Celsius om de uitgassing van onzuiverheden te bevorderen. Vervolgens laden we C84 nanodeeltjes in een Castle-container.

Vervolgens verwarmen we de Castle weerstand-sgewijs tot 650 graden Celsius om de C84 nanodeeltjes te verdampen. Nu verdampen we de C84 nanodeeltjes in rechte lijnen totdat ze het siliciumsubstraat raken door een gecontroleerde klep bij een druk onder de vijf keer 10 tot de min acht pascal. Hierna, voorverwarmen we de ALBA silicium 111 substraat in een ultrahoge vacuümsysteem bij 900 graden Celsius om de een voor een structuren te verkrijgen.

Verlaag de temperatuur tot 650 graden Celsius gedurende 30 minuten voor de depositie van de C84 nanodeeltjes op het oppervlak van het substraat. In de ALBA silicium substraat op ongeveer 750 graden Celsius gedurende 12 uur, gedurende welke tijd de gepoederde C84 nanodeeltjes zichzelf assembleren tot een zeer uniforme fullereenstraal op het oppervlak van het silicium 111 substraat. Op dit punt plaatsen we het C84-ingebedde siliciumsubstraat op een scanning probe microscopie, of SPM, steun. Overbreng het monster van de uitwisselingskamer naar een monstervoorbereidingskamer. Introduceer de houder in een UHV-STM scanning kop systeem en breng het monster over naar een observatiekamer. Veeg vervolgens de toegepaste monsters spanning van min vijf tot vijf volt.

Klik vervolgens op het IV meetitem om de tunneling stroom oog bij atomaire resolutie te meten. Kies ten minste 20 specifieke locaties op het C84-ingebedde siliciumsubstraat voor de metingen. Om de bandgap energie te meten verkrijgen we IV curven zoals eerder beschreven van de oppervlakken aangegeven in het tekstprotocol.

Plaats vervolgens het C84-ingebedde siliciumsubstraat op een veld emissie, of FE, steun. Plaats de houder in de FE analysekamer. Evacueer vervolgens de kamer tot een druk van ongeveer vijf keer 10 tot de min 5 pascal voor de FE meting.

Verhoog de toegepaste spanning handmatig op het substraat van 100 tot 1.100 volt. Meet de corresponderende veld emissie stroom als functie van toegepaste spanning met behulp van een hoogspanningsbron meeteenheid met een stroomversterker. Plaats nu de testsubstraat in het midden van de monsterafdeling van een optisch emissiemeting systeem.

Richt vervolgens een helium cadmium laserbron met 325 nanometer emissie. Na het instellen van de spectrometer verwerft u het fotoluminescentiespectrum door de emissiefotonen te verzamelen en te analyseren. Magnetiseer monsters van het C84-ingebedde siliciumsubstraat voorafgaand aan magnetische krachtspectroscopie, of MFM metingen, door een magneet met een veldsterkte van ongeveer 2 kilo oersted toe te passen.

Nadat het gemagnetiseerde monster op de MFM monsterstandaard is geplaatst, observeer de microstructuur van de fullereen in het magnetische domein ingebed in het siliciumsubstraat met behulp van MFM in lift modus met toepassing van magnetisatie loodrecht op het oppervlak van het monster. Magnetiseer vervolgens monsters van het C84-ingebedde siliciumsubstraat en C84 clusters op het C84-ingebedde siliciumsubstraat voorafgaand aan SQUID experimenten door een magneet met een veldsterkte van ongeveer 2 kilo oersted toe te passen. Plaats het gemagnetiseerde monster in de SQUID.

Pas vervolgens een vegend magnetisch veld toe in een bereik van ongeveer 2 kilo oersted. Verkrijg de magnetisatie lussen uitgezet tegen de externe magnetische veld in SQUID metingen bij kamertemperatuur. Om de stijfheid van het C84-ingebedde siliciumsubstraat te meten, plaatst u eerst een van de substraten op een AFM, of atomaire microscoop, monsterstandaard.

Verkrijg vervolgens krachtmetingen onder atmosferische omstandigheden van de geschikte siliciumsubstraten. Verkrijg krachtmetingen zoals eerder beschreven met behulp van de AFM en een UHV systeem van de geschikte siliciumsubstraten. Om het siliciumsubstraat voor te bereiden, zet u de OSSD software aan.

Klik op de zoekknop om het zoekcriteria paneel te tonen. Kies siliciumsubstraat, elementair type, gereconstrueerd structuur, halfgeleider elec, diamant rooster, 111 zijde en zeven bij zeven patroon. Klik vervolgens op de zoek en accepteer knoppen om het structuur lijst paneel weer te geven.

Klik op de gewenste structuur silicium 111 zeven bij zeven oppervlak. Klik nu op de bestandsknop en sla het coördinatiebestand op als een xyz bestand. Schakel vervolgens de Ovito software in, laad het xyz bestand in de software en gebruik de slice commando om een supercel van de silicium 111 zeven bij zeven oppervlaktestructuur met de geschikte grootte, 26.878 bij 46.554 angstrom vierkant in de X en Y richtingen te vangen.

Gebruik de simulatiecel commando om de celgrootte in de X en Y richtingen aan te passen en verplaats de cel naar het oorsprongspunt van nul. Gebruik affiene transformatie en klik op transformatie matrix om