Przedstawiono protokół beznasiennego i wysokowydajnego wzrostu matryc nanodrutowych bizmutu za pomocą techniki próżniowego termicznego odparowywania.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiono protokół beznasiennego i wysokowydajnego wzrostu matryc nanodrutowych bizmutu za pomocą techniki próżniowego termicznego odparowywania.
Tutaj zademonstrowano technikę bezziarnistego i bezszablonowego do skalowalnego wzrostu nanodrutów bizmutu, poprzez termiczne odparowywanie w wysokiej próżni w RT. Tradycyjnie zarezerwowane do produkcji cienkich warstw metalu, termiczne odparowanie osadza bizmut w szeregu pionowych monokrystalicznych nanodrutów na płaskiej cienkiej warstwie wanadu utrzymywanej w temperaturze RT, która jest świeżo osadzana przez rozpylanie magnetronowe lub termiczne odparowywanie. Kontrolując temperaturę podłoża wzrostowego, można dostroić długość i szerokość nanodrutów w szerokim zakresie. Za tę nowatorską technikę odpowiedzialny jest nieznany wcześniej mechanizm wzrostu nanodrutów, który ma swoje korzenie w łagodnej porowatości cienkiej warstwy wanadu. Infiltrowane do porów wanadu domeny bizmutu (~ 1 nm) przenoszą nadmierną energię powierzchniową, która tłumi ich temperaturę topnienia i w sposób ciągły wyrzuca je z matrycy wanadu, tworząc nanodruty. Odkrycie to pokazuje wykonalność skalowalnej syntezy nanomateriałów o wysokiej czystości w fazie gazowej bez użycia jakichkolwiek katalizatorów.
Nanodruty ograniczają transport nośników ładunku i innych kwazicząstek, takich jak fotony i plazmony, w jednym wymiarze. W związku z tym nanodruty zwykle wykazują nowatorskie właściwości elektryczne, magnetyczne, optyczne i chemiczne, co daje im niemal nieskończony potencjał do zastosowań w mikro/nanoelektronice, fotonice, technologiach biomedycznych, środowiskowych i związanych z energią. 1,2 W ciągu ostatnich dwóch dekad opracowano liczne podejścia odgórne i oddolne w celu syntezy szerokiej gamy wysokiej jakości nanodrutów metalowych lub półprzewodnikowych na skalę laboratoryjną. 3-6 Pomimo tych zmian, każde podejście opiera się na pewnych unik....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Uwaga: Przed użyciem należy zapoznać się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki substancji niebezpiecznej (MSDS). Nanomateriały mogą wiązać się z dodatkowymi zagrożeniami w porównaniu z ich masowymi odpowiednikami. Podczas obchodzenia się z podłożami pokrytymi nanomateriałami należy stosować wszystkie odpowiednie praktyki bezpieczeństwa, w tym stosowanie kontroli inżynieryjnych (dygestoria) i środków ochrony osobistej (okulary ochronne, rękawice, fartuch laboratoryjny, długie spodnie, buty z zakrytymi palcami).
1. Praca przygotowawcza
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przekroje obrazów SEM warstw podkładowych z wanadu, otrzymanych metodą rozpylania magnetronowego oraz odparowania termicznego, przedstawiono na Rysunku 2. Obrazy z pomiarów skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) przedstawiono dla nanowire'ów bizmutowych utworzonych w różnych temperaturach podłoża (Rysunek 3). Strukturę krystaliczną nanowire'ów bizmutowych określono za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM), dyfrakcji elektronów z wybranej powierzchni (SAED) oraz dyfrakcj.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wzrost nanodrutów bizmutu należy przeprowadzić w systemie fizycznego osadzania z fazy gazowej z co najmniej dwoma źródłami osadzania, jednym dla bizmutu, a drugim dla wanadu. Zaleca się, aby jednym ze źródeł było źródło rozpylania magnetronowego do osadzania wanadu. Wysokie podciśnienie osiąga się dzięki pompom turbomolekularnym wspieranym przez suchą pompę spiralną. System osadzania z fazy gazowej jest wyposażony w skalibrowaną mikrowagę kwarcową (QCM) do monitorowania grubości in situ . System osadzania z fazy.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Badania są prowadzone w Center for Functional Nanomaterials, Brookhaven National Laboratory, które jest wspierane przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych, Biuro Podstawowych Nauk Energetycznych, na podstawie umowy nr. DE-SC0012704.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Bizmut | Sigma-Aldrich | 556130 | granulowany, 99,999% |
| wanadowy ślimak | Alfa Aesar | 42829 | 3,175 mm (0,125 w) średnica x 6,35 mm (0,25 in) długość, 99,8% |
| cel rozpylania wanadu | Kurt J. Lesker | EJTVXXX253A2 | 3,00 "średnica x 0,125" grubość, 99,5% |
| aceton | Sigma-Aldrich | 179124 | >99,5% |
| etanol | Alfa Aesar | 33361 | Bezwodny |
| wafel krzemowy Wafle | uniwersyteckie | grubości 300 mikronów, orientacja (100) | |
| Epoksyd wypełniony srebrem | Circuit Works | CW2400 | Dwuskładnikowa przewodząca żywica epoksydowa |
| Łódź wolframowa, pokryta tlenkiem glinu | RD Mathis | S9B-AO-W | Do termicznego odparowywania bizmutu |
| Mathis | S4-.015W | Do termicznego odparowywania wanadu | |
| RIE Plasma | Nordson March | CS-1701 | |
| PVD 75 Platforma do osadzania par | Kurt J. Lesker | PEDP75FTCLT001 | Wyposażony w trzy źródła parowania termicznego i jedno źródło rozpylania magnetronowego DC |
| Termoelektryczny regulator temperatury | LairdTech | MTTC-1410 | |
| PT1000 RGD | LairdTech | 340912-01 | MTTC-1410 |
| LairdTech | 56910-502 | ||
| Ultrasonograf | Crest Ultrasonics | Tru-Sweep 175 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie