Name: Nanowytwarzanie nanocząstek złota na dużej powierzchni w oparciu o podłoże poprzez odwilżanie (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-26T14:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 51 s
Description: Poznaj skalowalną metodę nanowytwarzania nanocząstek złota na dużych powierzchniach poprzez odwilżanie termiczne. Technika umożliwia precyzyjną kontrolę rozmiaru i odstępów cząstek bez złożonej litografii.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy za wsparcie ze strony Microscopy Core Facility na Uniwersytecie Stanowym Utah dla wyniku SEM. Wyrażamy również uznanie dla Narodowej Fundacji Nauki (Nagroda #162344) za System Rozpylania Magnetronowego Prądu Stałego, Narodowej Fundacji Nauki (Nagroda #133792) za (Field Electron and Ion) FEI Quanta 650 oraz Department of Energy, Nuclear Energy University Program za FEI Nova Nanolab 600.

UWAGA: Wytwarzanie na dużej powierzchni kontrolowanych i konfigurowalnych folii nanocząstek złota odbywa się zgodnie ze szczegółowym protokołem. Protokół obejmuje trzy główne obszary, którymi są: (1) przygotowanie podłoża, (2) odwilżanie i trawienie oraz (3) charakterystyka.
1. Przygotowanie podłoża
<ol>
	<li>Oczyścić podłoże (100 nm SiO2 na Si) za pomocą płukania acetonem, a następnie płukania alkoholem izopropylowym, a następnie wysuszyć przy użyciu strumienia gazuN2.</li>
	<li>Załaduj podłoże do układu parownika termicznego i opróżnij, aby osiągnąć żądane ciśnienie do osadzania folii metalowej. Upewnij się, że komora jest opróżniona do ciśnienia rzędu 10-6 Torr w celu usunięcia powietrza i pary wodnej z komory.</li>
	<li>Za pomocą parownika termicznego nałóż złotą folię na żądaną grubość (w tym przypadku 5 nm). Surowiec źródłowy złota uzyskano w postaci drutu ze złota o średnicy 0,5 mm (o czystości 99,99%). Należy pamiętać, że kontrola grubości dla wszystkich etapów osadzania odbywa się poprzez kalibrację maszyny, biorąc pod uwagę wszystkie ważne parametry i po pomiarze grubości. Na obu etapach osadzania ciśnienie argonu wynosi kilka militorrów (1-5 mTorr), a zakres jest podawany, ponieważ różne ciśnienia są wybierane do kalibracji szybkości osadzania.</li>
	<li>Odpowietrzyć i usunąć podłoże z osadzoną metalową folią z układu parownika termicznego. W tym miejscu protokół można wstrzymać.</li>
	<li>Załadować podłoże osadzoną folią metalową do systemu osadzania magnetronu prądu stałego (DC) i ewakuować, aby osiągnąć żądane ciśnienie do osadzania folii zakrywającej (tabela materiałów).
	<ol>
		<li>Aby zlokalizować próbkę w maszynie, umieść próbkę w zamku załadunku, a urządzenie przenosi próbkę do głównej komory osadzania, aby zapewnić wystarczający poziom próżni. Należy zauważyć, że osadzanie warstwy wierzchniej z tlenku glinu umieszcza się w następnym kroku, a tym krokiem jest wyjaśnienie procesu umieszczania próbki w aparacie i sposobu przenoszenia próbki do głównej komory osadzania.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Umieść warstwę wierzchnią z pożądanego materiału i grubości. Należy zauważyć, że osadzanie tlenku glinu przebiega zgodnie z podobną procedurą i warunkami osadzania warstwy złota, w tym przypadku tlenku glinu o zmiennej grubości. Materiał źródłowy tlenku glinu uzyskano w postaci tarczy napylającej tlenek glinu o średnicy 50,8 mm i grubości 6,35 mm (o czystości 99,5%).</li>
	<li>Odpowietrzyć komorę osadzania napylania magnetronowego prądu stałego i usunąć przygotowaną próbkę. (Tabela materiałów). W tym miejscu protokół można wstrzymać.</li>
</ol>
2. Odwilżanie i trawienie
<ol>
	<li>Umieść przygotowaną próbkę na wstępnie podgrzanej płycie grzejnej. W przypadku złotej warstwy 5 nm pokrytej tlenkiem glinu podgrzać próbkę w temperaturze 300 °C i pozostawić próbkę do odwilżenia przez 1 godzinę. W tym miejscu protokół można wstrzymać.</li>
	<li>Wytrawić tlenek glinu, pozostawiając złoto i podłoże SiO2/Si roztworem 3:1:1=H2O:NH4OH:H2O2 (w % wag.) w temperaturze 80 °C przez 1 godzinę. Należy pamiętać, że proces ten odbywa się w okapie i należy podjąć wszelkie środki ostrożności dotyczące postępowania z materiałami niebezpiecznymi dla środowiska i korozyjnymi. W tym miejscu protokół można wstrzymać.</li>
</ol>
3. Charakterystyka
<ol>
	<li>Przygotować próbkę do podciśnienia, przepłukując ją acetonem i alkoholem izopropylowym, a następnie susząc roztworemN2.</li>
	<li>Zobrazuj warstwy nanocząstek za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) w wysokiej próżni i przy dużym powiększeniu (w tym przypadku powiększenie 50 000x w celu rozdzielczości nanocząstek o minimalnych rozmiarach). W tym miejscu protokół można wstrzymać.</li>
	<li>Wykonaj analizę obrazu, aby uzyskać informacje o wielkości nanocząstek i rozkładzie odstępów. Analiza obrazu odbywa się przy użyciu kodu opartego na MATLAB, który proguje obraz w skali szarości, przeprowadza procedury redukcji szumów i wypełniania cząstek15.</li>
</ol>

<ol><li>Pillai, S., Catchpole, K. R., Trupke, T., Green, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+plasmon+enhanced+silicon+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Surface plasmon enhanced silicon solar cells.</a> Journal of Applied Physics. 101 (9), 093105(2007).</li>
<li>Ding, B., Lee, B. J., Yang, M., Jung, H. S., Lee, J. -K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Plasmon+Assisted+Energy+Conversion+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Energy+Materials%22%5BJournal%5D)">Surface-Plasmon Assisted Energy Conversion in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> Advanced Energy Materials. 1 (3), 415-421 (2011).</li>
<li>Tehrani, S., Chen, E., Durlam, M., DeHerrera, M., Slaughter, J. M., Shi, J., Kerszykowski, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+density+submicron+magnetoresistive+random+access+memory+%28invited%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">High density submicron magnetoresistive random access memory (invited).</a> Journal of Applied Physics. 85 (8), 5822-5827 (1999).</li>
<li>Ross, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+patterned+media+for+high+density+magnetic+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vacuum+Science+%26+Technology+B%22%5BJournal%5D)">Fabrication of patterned media for high density magnetic storage.</a> Journal of Vacuum Science & Technology B. 17, 3168(1999).</li>
<li>Gu, M., Zhang, Q., Lamon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomaterials+for+optical+data+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanomaterials for optical data storage.</a> Nature Reviews Materials. 1, 16070(2016).</li>
<li>Mock, J. J., Barbic, M., Smith, D. R., Schultz, D. A., Schultz, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+effects+in+plasmon+resonance+of+individual+colloidal+silver+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Shape effects in plasmon resonance of individual colloidal silver nanoparticles.</a> The Journal of Chemical Physics. 116 (15), 6755-6759 (2002).</li>
<li>Su, K. -H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interparticle+Coupling+Effects+on+Plasmon%5BTitle%5D)+AND+%22Resonances+of+Nanogold+Particles%2C+Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Interparticle Coupling Effects on Plasmon.</a> Resonances of Nanogold Particles, Nano Letters. 3 (8), 1087-1090 (2003).</li>
<li>Lee, K., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+and+Silver+Nanoparticles+in+Sensing+and+Imaging%3A+Sensitivity+of+Plasmon+Response+to+Size%2C+Shape%2C+and+Metal+Composition%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Gold and Silver Nanoparticles in Sensing and Imaging: Sensitivity of Plasmon Response to Size, Shape, and Metal Composition.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 110 (39), 19220-19225 (2006).</li>
<li>Grzelczak, M., Prez-Juste, J., Mulvaney, P., Liz-Marzn, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+control+in+gold+nanoparticle+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Shape control in gold nanoparticle synthesis.</a> Chemical Society Reviews. 37 (9), 1783-1791 (2008).</li>
<li>Ye, J., Thompson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Templated+Solid-State+Dewetting+to+Controllably+Produce+Complex+Patterns%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Templated Solid-State Dewetting to Controllably Produce Complex Patterns.</a> Advanced Materials. 23 (13), 1567-1571 (2011).</li>
<li>Huang, J., Kim, F., Tao, A., Connor, S., Yang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+formation+of+nanoparticle+stripe+patterns+through+dewetting%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Spontaneous formation of nanoparticle stripe patterns through dewetting.</a> Nature Materials. 4, 896-900 (2005).</li>
<li>Hughes, R. A., Menumerov, E., Neretina, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((When+lithography+meets+self-assembly%3A+a+review+of+recent+advances+in+the+directed+assembly+of+complex+metal+nanostructures+on+planar+and+textured+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">When lithography meets self-assembly: a review of recent advances in the directed assembly of complex metal nanostructures on planar and textured surfaces.</a> Nanotechnology. 28 (28), 282002(2017).</li>
<li>Kim, D., Giermann, A. L., Thompson, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solid-state+dewetting+of+patterned+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Solid-state dewetting of patterned thin films.</a> Applied Physics Letters. 95 (25), 251903(2009).</li>
<li>Fowlkes, J. D., Doktycz, M. J., Rack, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optimized+nanoparticle+separator+enabled+by+electron+beam+induced+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">An optimized nanoparticle separator enabled by electron beam induced deposition.</a> Nanotechnology. 21 (16), 165303(2010).</li>
<li>White, B. C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+Different+Thickness+Alumina+Capping+Layers+on+the+Final+Morphology+of+Dewet+Thin+Ni+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+A%22%5BJournal%5D)">The Effect of Different Thickness Alumina Capping Layers on the Final Morphology of Dewet Thin Ni Films.</a> Applied Physics A. 124 (3), 233(2018).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Protokół jest wykonalnym i łatwym procesem dla procesu nanoprodukcji do wytwarzania nanocząstek na podłożu na dużych obszarach o kontrolowanej charakterystyce. Zjawisko odwadniania, które prowadzi do wytwarzania cząstek, opiera się na tendencji odwetnionej warstwy do osiągania minimalnej energii powierzchniowej. Kontrola nad rozmiarem i kształtem cząstek jest ukierunkowana na osadzanie drugiej powierzchni na warstwie głównej w celu dostrojenia energii powierzchniowej, a ostateczna równowaga między przyczepnością a energi...

Produkcja wielkopowierzchniowych folii nanocząsteczkowych jest niezwykle ważna dla przyjęcia najnowszych osiągnięć technologicznych w zakresie konwersji energii słonecznej i przechowywania danych o dużej gęstości z wykorzystaniem nanocząstek plazmonicznych1,2,3,4,5. Co ciekawe, to właśnie właściwości magnetyczne niektórych z tych plazmonicznych nanocząstek zapewniają tym nanocząstkom zdolność do manipulowania i kontrolowania światła w nanoskali. Ta sterowalność światła daje możliwość zwiększenia uwięzienia światła padającego w nanoskali i zwiększenia chłonności powierzchni. Opierając się na tych samych właściwościach i mając zdolność do utrzymywania nanocząstek w stanie namagnesowanym i nienamagnesowanym, naukowcy definiują również nową platformę do przechowywania danych cyfrowych o dużej gęstości. W każdym z tych zastosowań kluczowe znaczenie ma opracowanie techniki nanowytwarzania o dużej powierzchni i przystępnej cenie, która pozwoli na kontrolę rozmiaru, odstępów i kształtu nanocząstek.
Dostępne techniki produkcji nanocząsteczek są głównie oparte na litografii w nanoskali, która ma znaczne problemy ze skalowalnością i kosztami. Przeprowadzono wiele różnych badań, które próbowały rozwiązać problem skalowalności tych technik, ale do tej pory nie istnieje żaden proces, który zapewniałby poziom kontroli wymagany do wytwarzania nanocząstek i byłby wystarczająco efektywny kosztowo i czasowo, aby można go było zastosować w zastosowaniach przemysłowych6,7,8,9,10,11. Niektóre ostatnie wysiłki badawcze poprawiły sterowalność odwilżania indukowanego laserem impulsowym (PLiD) i szablonowego odwilżania w stanie stałym12,13,14, ale nadal mają znaczne wymagane etapy litografii, a tym samym problem ze skalowalnością.
W tym manuskrypcie prezentujemy protokół metody nanofabrykacji, który rozwiąże problem skalowalności i kosztów, który nękał przyjęcie i wykorzystanie folii nanocząsteczkowych w szeroko rozpowszechnionych zastosowaniach przemysłowych. Ta metoda przetwarzania pozwala na kontrolę nad wielkością i odstępami między wytwarzanymi nanocząstkami poprzez manipulowanie energiami powierzchniowymi, które dyktują samoorganizację powstałych nanocząstek. Tutaj demonstrujemy zastosowanie tej techniki przy użyciu cienkiej warstwy złota do produkcji nanocząstek złota, ale niedawno opublikowaliśmy nieco inną wersję tej metody z wykorzystaniem folii niklowej, a zatem technikę tę można zastosować z dowolnym pożądanym metalem. Celem tej metody jest wytworzenie warstw nanocząstek przy jednoczesnej minimalizacji kosztów i złożoności procesu, dlatego zmodyfikowaliśmy nasze poprzednie podejście, które wykorzystywało osadzanie warstw atomowych i nanosekundowe napromieniowanie laserowe w systemie Ni-tlenek glinu i zastępowaliśmy je fizycznym osadzaniem z fazy gazowej i płytą grzejną. Wynik naszych prac nad systemem Ni-tlenek glinu wykazał również akceptowalny poziom kontroli morfologii powierzchni po dewetting15.

<table><tbody><tr><td>100 nm SiO2/Si Substrate</td><td>University Wafer</td><td>Thermal Oxide Wafel</td><td></td></tr><tr><td>Cel napylania tlenku glinu Kurt J. Lesker (99,99%)</td><td>Kurt J. Lesker</td> Złoty <td></td>drut z <td>tlenku glinu</td></tr> Kurt <tr><td></td><td>J. Lesker</td><td>H</td><td></td></tr><tr><td>2O2</td><td>Płyta</td> grzejna Sigma-Aldrich <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Thermo Scientific</td><td>Cimarec</td><td></td></tr><tr><td>NH4OH</td> Skaningowy mikroskop elektronowy <td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>FEI</td><td>Quanta 650</td><td></td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy</td><td>FEI</td><td>Nova Nanolab 600</td><td></td></tr><tr><td>System osadzania napylania</td><td>AJA International</td><td>Orion-5</td><td></td></tr><tr><td>Wyparka termiczna</td><td>Edwards</td><td>360 pkt</td><td></td></tr></tbody></table>.

nanowytwarzanie nanocząstek złota na dużej powierzchni w oparciu o podłoże poprzez odwilżanie

Large Area Substrate-Based Nanofabrication of Controllable and Customizable Gold Nanoparticles Via Capped Dewetting

Ostatnie osiągnięcia naukowe w zakresie wykorzystania nanocząsteczek metalicznych do zwiększenia efektywności konwersji energii, poprawy wydajności urządzeń optycznych i przechowywania danych o dużej gęstości wykazały potencjalne korzyści z ich wykorzystania w zastosowaniach przemysłowych. Zastosowania te wymagają precyzyjnej kontroli nad rozmiarem nanocząstek, odstępami, a czasem kształtem. Wymagania te spowodowały wykorzystanie czasochłonnych i kosztownych etapów przetwarzania do produkcji nanocząstek, co sprawiło, że przejście do zastosowań przemysłowych stało się nierealne. Protokół ten rozwiąże ten problem, zapewniając skalowalną i przystępną cenowo metodę produkcji folii nanocząsteczkowych na dużych powierzchniach z lepszą kontrolą nanocząstek w porównaniu z obecnymi technikami. W tym artykule proces zostanie zademonstrowany na złocie, ale można również użyć innych metali.

Opisany tutaj protokół był stosowany dla wielu metali i wykazał zdolność do wytwarzania nanocząsteczek na podłożu o dużej powierzchni, z możliwością kontroli ich rozmiaru i rozstawu. Rysunek 1 przedstawia protokół wraz z reprezentatywnymi wynikami, wykazującymi możliwość kontroli rozmiaru i rozstawu wytworzonych nanocząsteczek. Przy zastosowaniu tego protokołu wynik, którym jest wytworzona warstwa nanocząsteczek o określonych rozkładach rozmiaru i rozstawu, b...

Ten protokół szczegółowo opisuje nowatorską technikę nano-produkcji, która może być wykorzystana do tworzenia kontrolowanych i konfigurowalnych folii nanocząsteczkowych na dużych obszarach, w oparciu o samoorganizację odwilżania zasklepionych folii metalowych.

Nanowytwarzanie nanocząstek złota na dużej powierzchni w oparciu o podłoże poprzez odwilżanie

Recent scientific advances in the utilization of metallic nanoparticle for enhanced energy conversion efficiency, improved optical device performance, and ...

Nasz protokół zapewnia technikę dostosowywania rozkładu nanocząstek, wytwarzanych na podłożu, ze zmianą dynamiki odwadniania, bez zmiany grubości materiału. Nasza technika jest prosta, ale nadal zapewnia szeroki zakres rozmiarów cząstek. Inne techniki wymagają rozległych etapów litograficznych, aby zapewnić kontrolę cząstek.Nasza kontrola rozkładu cząstek zapewnia technikę wytwarzania nanocząstek, która przynosi korzyści badaniom skoncentrowanym na konwersji energii słonecznej, tworzeniu urządzeń fotonicznych i zwiększaniu gęstości przechowywania danych. Zwróć szczególną uwagę na grubości osadzania na każdym etapie. Nasza technika jest niezwykle wrażliwa na grubości warstw.Zobaczenie przeprowadzonego eksperymentu zapewnia poziom szczegółowości, którego nie można przekazać w druku. Niezbędne jest obserwowanie przykładów przewijających się przez cały proces. Najpierw wyczyść 100-nanometrowy dwutlenek krzemu na podłożu krzemowym za pomocą płukania acetonem, a następnie spłukiwania alkoholem izopropylowym.Wysuszyć podłoże za pomocą strumienia gazowego azotu. Załaduj podłoże do układu parownika termicznego i opróżnij komorę, aby osiągnąć żądane ciśnienie do osadzania folii metalowej. Upewnij się, że komora jest opróżniona do ciśnienia rzędu 10 do minus sześć torów w celu usunięcia powietrza i pary wodnej z komory.Korzystając z systemu parownika termicznego, umieść złotą folię o żądanej grubości, która w tym eksperymencie wynosi pięć nanometrów. Na drugich etapach osadzania ciśnienie argonu wynosi od jednego do pięciu militorów, a zakres jest podawany, ponieważ różne ciśnienia są wybierane do kalibracji szybkości osadzania. Nasza technika jest niezwykle wrażliwa na grubość powłoki, co pokazują nasze wyniki.Bardzo ważne jest, aby skalibrować szybkość stapiania przed nałożeniem folii, aby zapewnić odpowiednią grubość. Po osadzeniu należy odpowietrzyć komorę i usunąć podłoże wraz z osadzoną metalową folią z układu parownika termicznego. Następnie załaduj podłoże z osadzoną metalową folią do systemu osadzania magnetronu prądu stałego i ewakuuj, aby osiągnąć żądane ciśnienie do osadzenia folii zakrywającej.Aby zlokalizować próbkę w systemie, umieść ją w zamku załadunku. Urządzenie przenosi próbkę do głównej komory osadzania, aby zapewnić wystarczający poziom próżni. Teraz nałóż warstwę wierzchnią z pożądanego materiału i grubości, postępując zgodnie z podobną procedurą i warunkiem, jak w przypadku osadzania warstwy złota.W tym przypadku ze zmienną grubością Illumina. Po osadzeniu należy odpowietrzyć komorę i usunąć przygotowaną próbkę z systemu napylania. Umieść pięcionanometrową złotą folię, pokrytą Illumina, na wstępnie podgrzanej płycie grzejnej w temperaturze 300 stopni Celsjusza i pozwól próbce odwilżyć się przez godzinę.Wytrawić Illuminę, pozostawiając złoto i podłoże pod spodem wodnym roztworem wodorotlenku amonu i nadtlenku wodoru w temperaturze 80 stopni Celsjusza na jedną godzinę. W celu scharakteryzowania należy przygotować próbkę tak, aby była zgodna z próżnią, przepłukując ją acetonem i alkoholem izopropylowym. Następnie wysuszyć próbkę za pomocą strumienia azotu gazowego.Obrazowanie warstw nanocząstek za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej w wysokiej próżni i w dużym powiększeniu. Wykonaj analizę obrazu, aby uzyskać informacje o wielkości nanocząstek i rozkładzie odstępów. Opisany tutaj protokół został zastosowany do wielu metali i wykazał zdolność do wytwarzania nanocząstek na podłożu na dużym obszarze, z kontrolowanym rozmiarem i odstępami.Reprezentatywne wyniki przedstawiono tutaj i podkreślono możliwość kontrolowania wytworzonego rozmiaru i odstępów między wyprodukowanymi nanocząstkami. Rozkład wielkości i odstępów wytworzonej folii nanocząsteczkowej będzie zależał od metalu, podłoża, materiału warstwy zamykającej, grubości metalu i grubości warstwy zakrywającej. Na przykład pięcionanometrowa złota warstwa na dwutlenku krzemu, z warstwą pokrywającą tlenek glinu o grubości zera, pięciu, 10 i 20 nanometrów, daje średnie promienie nanocząstek wynoszące odpowiednio 14,2, 18,4, 17,3 i 15,6 nanometra.A średni odstęp między cząstkami niecząsteczkowymi wynosi odpowiednio 36,9, 56,9, 51,3 i 47,2 nanometra. Dla uzyskania pożądanego rozkładu cząstek kluczowa jest dokładna kontrola grubości warstwy osadzania. W zależności od zastosowania folii nanocząsteczkowych może być wymagana dalsza charakterystyka.Obejmowałoby to pomiary oparte na aplikacjach, takie jak absorpcja światła i właściwości magnetyczne. Przy użyciu tej techniki można przeprowadzić badania warstw nanocząstek w aplikacji, aby kontrolować ich wielkość i rozkład cząstek. Należy nosić odpowiednie środki ochrony osobistej.W szczególności nie należy stykać się z akwafortami. Unikaj kontaktu z płytą grzejną.

large-area-substrate-based-nanofabrication-controllable-customizable

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Nanorurki złota o kontrolowanych wymiarach mogą być syntetyzowane przez elektrochemiczne osadzanie w porowatych membranach z anodowego tlenku glinu (AAO) przy użyciu hydrofobowego rdzenia polimerowego. Złote nanorurki i matryce nanorurek są obiecujące pod kątem zastosowań w biodetekcji plazmonicznej, spektroskopii Ramana wzmocnionej powierzchniowo, ogrzewaniu fototermicznym, transporcie jonowym i molekularnym, mikrofluidyce, katalizie i wykrywaniu elektrochemicznym.

Ukierunkowana synteza matrycowa plazmonicznych nanorurek złota z przestrajalną absorbancją IR

Opisujemy techniki mikrotworzenia cienkich warstw nanoporowatego złota za pomocą druku szablonowego i fotolitografii, a także metody hodowli komórek na mikrofabrykowanych wzorach. Ponadto opisano metody analizy obrazu w celu scharakteryzowania morfologii materiału i hodowanych komórek przy użyciu technik skaningowej mikroskopii elektronowej i fluorescencyjnej.

Mikrofabrykacja nanoporowatych wzorów złota do badań interakcji komórka-materiał

Prosta, solidna i skalowalna technika funkcjonalizacji i samodzielnego montażu makroskopowych warstw nanocząstek-ligandów na podłożach bez szablonów jest opisana w tym protokole.

Technika funkcjonalizacji i samoorganizacji makroskopowych warstw monowarstwowych nanocząstek-ligand na podłożach bez szablonów

Przeprowadzana jest synteza jednolitych nanocząstek złota pokrytych półprzewodnikowymi powłokami CdS lub ZnS. Powłoka półprzewodnikowa jest przeprowadzana przez pierwsze osadzenie powłoki siarczku srebra i wymianę kationów srebra na kationy lub kadmu.

Synteza, charakterystyka i funkcjonalizacja hybrydowych nanocząstek rdzenia/powłoki Au/CdS i Au/ZnS

Przedstawiono protokół koloidalnej syntezy nanokostek srebra i wytwarzania plazmonicznych nanoskalowych anten krosowych z przerwami poniżej 10 nm.

Synteza koloidalna anten nanopatchowych do zastosowań w plazmonice i nanofotonice

Pokazujemy wytwarzanie okresowych matryc nanokubków złotych za pomocą technik litograficznych koloidalnych i omawiamy znaczenie warstw nanoplazmonowych.

Wytwarzanie okresowych matryc złotych nanokubków przy użyciu litografii koloidalnej

Tutaj prezentujemy protokół dla nanolitografii sond skanujących na dużym obszarze, który jest możliwy dzięki iteracyjnemu dostosowaniu układów sond, a także wykorzystaniu wzorów litograficznych do badań interakcji komórka-powierzchnia.

Nanolitografia sondy skanującej o dużym obszarze ułatwiona dzięki automatycznemu wyrównaniu i zastosowaniu do wytwarzania substratów do badań nad kulturami komórkowymi

Zgłaszamy metodę opartą na roztworze do syntezy nanodrutów Au związanych z substratem. Dzięki dostrojeniu ligandów molekularnych używanych podczas syntezy, nanodruty Au mogą być hodowane z różnych substratów o różnych właściwościach powierzchniowych. Nanostruktury oparte na nanodrutach Au można również syntetyzować, dostosowując parametry reakcji.

Synteza nanodrutów Au związanych z substratem za pomocą mechanizmu aktywnego wzrostu powierzchni

To badanie przedstawia wykonalną procedurę syntezy złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach z azotku tytanu/krzemu. Grubość nanolasów dendrytycznych złota wzrasta liniowo w ciągu 15 minut od reakcji syntezy.

Wzrost złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach krzemowych pokrytych azotkiem tytanu

Przedstawiono protokół syntezy nanocząstek złota o średnicy ~12 nm (nanocząstek Au) w rozpuszczalniku organicznym. Nanocząstki złota są pokryte ligandami oleiloaminy, aby zapobiec aglomeracji. Nanocząstki złota są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak toluen.

Synteza nanocząstek złota

Nanoporowate złoto o hierarchicznym i bimodalnym rozkładzie wielkości porów może być wytwarzane przez połączenie procesów elektrochemicznych i chemicznych. Skład stopu może być monitorowany za pomocą badania EDS-SEM w miarę postępu procesu sortowania. Nośność materiału można określić, badając adsorpcję białek na materiale.

Wszechstronna technika tworzenia hierarchicznego projektu z nanoporowatego złota

Poznaj skalowalną metodę nanowytwarzania nanocząstek złota na dużych powierzchniach poprzez odwilżanie termiczne. Technika umożliwia precyzyjną kontrolę rozmiaru i odstępów cząstek bez złożonej litografii.

Nanowytwarzanie nanocząstek złota na dużej powierzchni w oparciu o podłoże poprzez odwilżanie

Przeglądaj więcej filmów