Name: Wzrost złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach krzemowych pokrytych azotkiem tytanu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 2 s
Description: Poznaj metodę elektrolitycznego osadzania złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach krzemowych pokrytych azotkiem tytanu. Technika ta jest prosta i szybka, umożliwiając tworzenie struktur wzmacniających reakcje fotokatalityczne plazmoniczne.

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

Ta praca była wspierana przez Ministerstwo Nauki i Technologii Tajwanu, w ramach umów o numerach MOST 105-2221-E-492-003-MY2 i MOST 107-2622-E-239-002-CC3.

1. Przygotowanie próbki
<ol>
	<li>Przygotowanie podłoża TiN za pomocą impulsowego systemu napylania magnetronowego o dużej mocy
	<ol>
		<li>Pokrój 4-calową płytkę krzemową typu n na próbki o wymiarach 2 cm x 2 cm.</li>
		<li>Umyj próbki acetonem, izopropanolem i wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Suszyć je za pomocą sprayuN2 przez 5 minut.</li>
		<li>Umieścić umyte próbki krzemu w uchwycie na próbkę i umieścić uchwyt na próbkę w komorze napylania magnetronowego impulsowego o dużej mocy (HiPIMS).</li>
		<li>Umieść tytanową tarczę o średnicy 4 cali na katodzie rozpylającej.</li>
		<li>Zmniejsz ciśnienie w komorze do mniej niż 8 x 10-6 Torr za pomocą pompy mechanicznej i kriopompy.</li>
		<li>Użyj HiPIMS, aby zdeponować warstwę Ti na płytce krzemowej i osadzać warstwę TiN na warstwie Ti. W tabeli 1 przedstawiono parametry osadzania warstw Ti i TiN w HiPIMS.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie Au DNF na podłożach TiN/Si
	<ol>
		<li>Umieścić 24 ml roztworu reagenta składającego się z 10 mM kwasu chloroaurowego (HAuCl4) i buforowanego roztworu wytrawiającego tlenek zawierającego 11,4% NH4F i 2,3% HF w pojemniku teflonowym o wymiarach 5 cm x 5 cm x 5 cm.</li>
		<li>Zanurz podłoża w roztworze mieszaniny na 3 minuty.</li>
		<li>Usunąć próbkę i umyć ją wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Wysuszyć próbkę za pomocą aerozoluN2, a następnie inkubować ją w temperaturze 120 °C przez 5 minut w celu uzyskania próbek Au DNFs/TiN/Si.</li>
		<li>Powtórz przygotowanie Au DNF 10 razy.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Przykładowe badanie
<ol>
	<li>Analizy skaningowej mikroskopii elektronowej
	<ol>
		<li>Pokrój próbkę na 0,4 cm x 0,8 cm za pomocą wolframowego pisaka i wyczyść ją za pomocą sprayu N2.</li>
		<li>Pokryj cienką warstwę Pt na próbce za pomocą napylarki jonowej przez 50 s.</li>
		<li>Umieść przygotowaną próbkę w przyrządzie do skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM).</li>
		<li>Uzyskaj obrazy SEM za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego i przeprowadź analizę pierwiastków21,22.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Analizy dyfrakcji rentgenowskiej
	<ol>
		<li>Umieść próbkę w przyrządzie do dyfrakcji rentgenowskiej (XRD).</li>
		<li>Uzyskaj wzorce XRD21,22.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Nehl, C. L., Hafner, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape-dependent+plasmon+resonances+of+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Shape-dependent plasmon resonances of gold nanoparticles.</a> Journal of Materials Chemistry. 18 (21), 2415-2419 (2008).</li>
<li>Auguié, B., Barnes, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collective+resonances+in+gold+nanoparticle+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Collective resonances in gold nanoparticle arrays.</a> Physical Review Letters. 101 (14), 143902(2008).</li>
<li>Sakai, N., Fujiwara, Y., Arai, M., Yu, K., Tatsuma, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposition+of+gold+nanoparticles+on+ITO%3A+Control+of+morphology+and+plasmon+resonance-based+absorption+and+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electroanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Electrodeposition of gold nanoparticles on ITO: Control of morphology and plasmon resonance-based absorption and scattering.</a> Journal of Electroanalytical Chemistry. 628 (1-2), 7-15 (2009).</li>
<li>Shiao, M. H., Lai, C. P., Liao, B. H., Lin, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+photoillumination+on+gold-nanoparticle-assisted+chemical+etching+of+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Effect of photoillumination on gold-nanoparticle-assisted chemical etching of silicon.</a> Journal of Nanomaterials. 2018, 5479605(2018).</li>
<li>Ayati, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocatalytic+degradation+of+nitrobenzene+by+gold+nanoparticles+decorated+polyoxometalate+immobilized+TiO+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Separation+and+Purification+Technology%22%5BJournal%5D)">Photocatalytic degradation of nitrobenzene by gold nanoparticles decorated polyoxometalate immobilized TiO nanotubes.</a> Separation and Purification Technology. 171, 62-68 (2016).</li>
<li>Huang, T., Meng, F., Qi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+synthesis+of+dendritic+gold+nanostructures+assisted+by+supramolecular+complexes+of+surfactant+with+cyclodextrin%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Controlled synthesis of dendritic gold nanostructures assisted by supramolecular complexes of surfactant with cyclodextrin.</a> Langmuir. 26 (10), 7582-7589 (2009).</li>
<li>Lahiri, A., Wen, R., Kuimalee, S., Kobayashi, S. I., Park, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-step+growth+of+needle+and+dendritic+gold+nanostructures+on+silicon+for+surface+enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22CrystEngComm%22%5BJournal%5D)">One-step growth of needle and dendritic gold nanostructures on silicon for surface enhanced Raman scattering.</a> CrystEngComm. 14 (4), 1241-1246 (2012).</li>
<li>Lahiri, A., Wen, R., Kobayashi, S. I., Wang, P., Fang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unique+and+unusual+pattern+demonstrating+the+crystal+growth+through+bubble+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Crystal+Growth+%26+Design%22%5BJournal%5D)">Unique and unusual pattern demonstrating the crystal growth through bubble formation.</a> Crystal Growth & Design. 12 (3), 1666-1670 (2012).</li>
<li>Lahiri, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photo-assisted+control+of+gold+and+silver+nanostructures+on+silicon+and+its+SERRS+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+D%3A+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Photo-assisted control of gold and silver nanostructures on silicon and its SERRS effect.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 46 (27), 275303(2013).</li>
<li>Lv, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+and+controlled+electrochemical+route+to+three-dimensional+hierarchical+dendritic+gold+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Facile and controlled electrochemical route to three-dimensional hierarchical dendritic gold nanostructures.</a> Electrochimica Acta. 109, 136-144 (2013).</li>
<li>Dutta, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoporous+gold+and+palladium+nanoleaves+from+liquid%E2%80%93liquid+interface%3A+enhanced+catalytic+activity+of+the+palladium+analogue+toward+hydrazine-assisted+room-temperature+4-nitrophenol+reduction%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Mesoporous gold and palladium nanoleaves from liquid–liquid interface: enhanced catalytic activity of the palladium analogue toward hydrazine-assisted room-temperature 4-nitrophenol reduction.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 6 (12), 9134-9143 (2014).</li>
<li>Lin, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+fabrication+of+three-dimensional+gold+dendritic+nanoforests+for+visible+light-enhanced+methanol+oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Rapid fabrication of three-dimensional gold dendritic nanoforests for visible light-enhanced methanol oxidation.</a> Electrochimica Acta. 192, 15-21 (2016).</li>
<li>Lahiri, A., Kobayashi, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroless+deposition+of+gold+on+silicon+and+its+potential+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+Engineering%22%5BJournal%5D)">Electroless deposition of gold on silicon and its potential applications.</a> Surface Engineering. 32 (5), 321-337 (2016).</li>
<li>White, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface%2Finterface+analysis+and+optical+properties+of+RF+sputter-deposited+nanocrystalline+titanium+nitride+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">Surface/interface analysis and optical properties of RF sputter-deposited nanocrystalline titanium nitride thin films.</a> Applied Surface Science. 292, 74-85 (2014).</li>
<li>Zhao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+enhanced+Raman+scattering+substrates+based+on+titanium+nitride+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Materials%22%5BJournal%5D)">Surface enhanced Raman scattering substrates based on titanium nitride nanorods.</a> Optical Materials. 47, 219-224 (2015).</li>
<li>Lorite, I., Serrano, A., Schwartzberg, A., Bueno, J., Costa-Krämer, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+enhanced+Raman+spectroscopy+by+titanium+nitride+non-continuous+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Surface enhanced Raman spectroscopy by titanium nitride non-continuous thin films.</a> Thin Solid Films. 531, 144-146 (2013).</li>
<li>O’Kelly, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Room+temperature+electroless+plating+copper+seed+layer+process+for+damascene+interlevel+metal+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectronic+Engineering%22%5BJournal%5D)">Room temperature electroless plating copper seed layer process for damascene interlevel metal structures.</a> Microelectronic Engineering. 50 (1), 473-479 (2000).</li>
<li>Cesiulis, H., Ziomek-Moroz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrocrystallization+and+electrodeposition+of+silver+on+titanium+nitride%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">Electrocrystallization and electrodeposition of silver on titanium nitride.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 30 (11), 1261-1268 (2000).</li>
<li>Wu, Y., Chen, W. C., Fong, H. P., Wan, C. C., Wang, Y. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Displacement+reactions+between+metal+ions+and+nitride+barrier+layer%2Fsilicon+substrate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Displacement reactions between metal ions and nitride barrier layer/silicon substrate.</a> Journal of the Electrochemical Society. 149 (5), G309-G317 (2002).</li>
<li>Koo, H. C., Ahn, E. J., Kim, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct-electroplating+of+Ag+on+pretreated+TiN+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Direct-electroplating of Ag on pretreated TiN surfaces.</a> Journal of the Electrochemical Society. 155 (1), D10-D13 (2008).</li>
<li>Shiao, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+gold+dendritic+nanoflowers+deposited+on+titanium+nitride+for+photoelectrochemical+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Solid+State+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">Novel gold dendritic nanoflowers deposited on titanium nitride for photoelectrochemical cells.</a> Journal of Solid State Electrochemistry. 22 (10), 3077-3084 (2018).</li>
<li>Shiao, M. H., Lin, C. T., Zeng, J. J., Lin, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+gold+dendritic+nanoforests+combined+with+titanium+nitride+for+visible-light-enhanced+chemical+degradation%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Novel gold dendritic nanoforests combined with titanium nitride for visible-light-enhanced chemical degradation.</a> Nanomaterials. 8 (5), 282(2018).</li>
<li>Carraro, C., Maboudian, R., Magagnin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metallization+and+nanostructuring+of+semiconductor+surfaces+by+galvanic+displacement+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+Science+Reports%22%5BJournal%5D)">Metallization and nanostructuring of semiconductor surfaces by galvanic displacement processes.</a> Surface Science Reports. 62 (12), 499-525 (2007).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tym badaniu Au DNF o różnych rozmiarach gałęzi zostały ozdobione na powierzchni TiN/Si za pomocą FAGRR. Osadzanie się Au DNF można bezpośrednio zidentyfikować na podstawie znaczącej zmiany koloru. Grubość Au DNF na TiN/Si wzrosła do 5,10 ± 0,20 μm w ciągu 15 minut, a wzrost tej grubości można wyrazić za pomocą następującego równania liniowego: y = 0,296t + 0,649, gdzie czas wahał się od 1 do 15 min.
W FAGRR na osadzanie metalu ma wpływ skład i pH roztworu2...

Nanocząstki złota mają charakterystyczne właściwości optyczne i zlokalizowane powierzchniowe rezonanse plazmonowe (LSPR), w zależności od wielkości i kształtu nanocząstek1,2,3,4. Co więcej, nanocząstki złota mogą znacznie wzmocnić plazmoniczne reakcje fotokatalityczne5. Dendrytyczne nanolasy ułożone przy użyciu nanocząstek złota spotkały się z dużym zainteresowaniem ze względu na ich godne uwagi powierzchnie właściwe i solidne ulepszenie LSPR6,7,8,9,10,11,12,13.
TiN jest niezwykle twardym materiałem ceramicznym i ma niezwykłą stabilność termiczną, chemiczną i mechaniczną. TiN ma charakterystyczne właściwości optyczne i może być używany do zastosowań plazmonicznych ze światłem widzialnym i bliskiej podczerwieni14,15. Badania wykazały, że TiN może wytwarzać wzmocnienia pola elektromagnetycznego, podobnie jak nanostruktury Au16. Zademonstrowano osadzanie miedzi17 lub silver18,19,20 na podłożach TiN do zastosowań. Przeprowadzono jednak niewiele badań nad materiałami kompozytowymi Au/TiN do zastosowań. Shiao i wsp. zademonstrowali ostatnio potencjalne zastosowania kompozytów Au DNFs/TiN w ogniwach fotoelektrochemicznych21 i degradacji chemicznej22.
Au może być syntetyzowane na podłożu TiN za pomocą FAGRR23. Warunek osadzania Au DNF na TiN ma kluczowe znaczenie dla wydajności aplikacji. W niniejszym badaniu przeanalizowano wzrost Au DNF na podłożu Si pokrytym TiN.

<table><tbody><tr><td>Aceton</td><td>Dinhaw Enterprise Co. Ltd., Tajpej, Tajwan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Echo Chemical Co. Ltd., Miaoli, Tajwan</td><td>TG-078-000000-75NL</td><td></td></tr><tr><td>Buforowany tlenek wytrawiania</td><td>Uni-onward Corp., Hsinchu, Tajwan&nbsp;</td><td>UR-BOE-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Kwas chloroaurowy</td><td>Alfa Aesar., Heysham, Wielka Brytania</td><td>36400.03</td><td></td></tr><tr><td>Wafel krzemowy typu N</td><td>Summit-Tech Company, Hsinchu, Tajwan</td><td></td><td></td></tr> System <tr><td>napylania magnetronowego impulsowego dużej mocy (HiPIMS)</td><td>Melec GmbH, Niemcy</td><td></td><td>SPIK2000A&nbsp;</td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM)</td><td>JEOL, Japonia</td><td></td><td>JSM-7800F</td></tr><tr><td>Powlekarka jonowa</td><td>Hitachi, Japonia</td><td></td> Dyfraktometr rentgenowski <td>E-1030</td></tr><tr><td>(XRD)</td><td>PANalytical, Holandia</td><td></td><td>X'Pert PRO MRD</td></tr></tbody></table>

wzrost złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach krzemowych pokrytych azotkiem tytanu

Growth of Gold Dendritic Nanoforests on Titanium Nitride-coated Silicon Substrates

W tym badaniu, system napylania magnetronowego impulsowego o dużej mocy jest używany do powlekania płaskiej i twardej warstwy azotku tytanu (TiN) na płytkach krzemowych (Si), a reakcja wymiany galwanicznej wspomagana fluorkiem (FAGRR) jest stosowana do szybkiego i łatwego osadzania nanolasów dendrytycznych złota (Au DNF) na podłożach TiN/Si. Obrazy ze skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i wzorce spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii próbek TiN/Si i Au DNFs/TiN/Si potwierdzają, że proces syntezy jest dokładnie kontrolowany. W warunkach reakcji w tym badaniu grubość Au DNF wzrasta liniowo do 5,10 ± 0,20 μm w ciągu 15 minut od reakcji. W związku z tym zastosowana procedura syntezy jest prostym i szybkim podejściem do otrzymywania kompozytów Au DNFs/TiN/Si.

Rysunek 1 przedstawia obrazy preparatów próbek Au DNFs/TiN/Si. Wafelek krzemowy miał srebrzystobiały kolor (Rysunek 1a). Próbka TiN/Si była złocistożółta i miała jednorodną powierzchnię (Rysunek 1b), co wskazywało na równomierną powłokę TiN na wafelku krzemowym. Próbka Au DNFs/TiN/Si była żółtobrązowa i wykazywała mniejszą jednorodność powierzchni (Rysunek 1c) ze względu...

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

In this study, a high-power impulse magnetron sputtering system is used to coat a flat and firm titanium nitride (TiN) film on silicon (Si) wafers, and a ...

Protokół ten jest prostą, szybką metodą osadzania elektrolizy do przygotowania złotych nanolasów dendrytycznych na podłożu krzemowym pokrytym azotkiem tytanu. Głównymi zaletami tej techniki są jej prostota i szybkość. Złote nanolasy dendrytyczne mogą indukować plazmoniczne punkty zapalne i wzmacniać plazmoniczne reakcje fotokatalityczne.Można również wykorzystać tę procedurę do przygotowania dendrytycznych nanolasów metali stopowych, takich jak srebro. Demonstracja wideo ułatwia podkreślenie istotnych szczegółów eksperymentu. Aby rozpocząć procedurę, wytnij 10 kawałków wafla krzemowego typu n o wymiarach dwa na dwa centymetry.Sonikować próbki krzemu przez pięć minut każda w acetonie, alkoholu izopropylowym i wodzie dejonizowanej po kolei. Suszyć próbki przez pięć minut pod strumieniem azotu gazowego. Następnie umieść czyste, suche próbki silikonu w uchwycie na próbkę i umieść uchwyt w komorze na próbki HiPIMS.Umieść tytanową tarczę o średnicy czterech cali na katodzie rozpylającej HiPIMS i przepompuj komorę HiPIMS do wartości osiem razy 10 do ujemnych sześciu torów. Umieść 50-nanometrową warstwę tytanu na próbkach krzemu. Następnie osadź azotek tytanu, aby uzyskać całkowitą grubość azotku tytanu około 300 nanometrów.Po zakończeniu osadzania azotku tytanu połącz 240 mikrolitrów jednego molowego kwasu chloroaurowego, osiem mililitrów sześciokrotnego do jednego buforowanego wytrawiania tlenkowego i 15,76 mililitrów wody dejonizowanej w pojemniku z politetrafluoroetylenu. Zanurz jeden substrat w roztworze kwasu chloroaurowego dokładnie na trzy minuty, a następnie umyj go wodą dejonizowaną. Wysuszyć próbkę pod strumieniem azotu gazowego i inkubować w temperaturze 120 stopni Celsjusza przez pięć minut.Powtórz ten proces dla każdego z pozostałych podłoży pokrytych azotkiem tytanu. Po zakończeniu przygotowywania próbki należy scharakteryzować próbki za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej i dyfrakcji rentgenowskiej. Dyspersja energii spektroskopii rentgenowskiej potwierdziła, że złote struktury wyrosły na powierzchniach krzemu pokrytych azotkiem tytanu.Warstwa azotku tytanu osadzona na płytce krzemowej była gładka i jednolita. W ciągu minuty od umieszczenia próbki w roztworze wzrostowym w poprzek próbki pojawiły się małe złote jądra z kilkoma większymi jądrami, które przypominały jeżowce. Pojedyncze struktury przypominające drzewa zaobserwowano po trzech minutach wzrostu, a rozgałęzienia nastąpiły po pięciu minutach wzrostu.Po 10 minutach dendrytyczny nanolas pokrył całą powierzchnię azotynu tytanu. Po 15 minutach dendrytyczny nanolas był gęsty i miał grubość około pięciu mikrometrów. Stwierdzono, że grubość dendrytycznego nanolasu złota wzrasta liniowo wraz z czasem syntezy.Złote piki w dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego również wzrosły z czasem, podczas gdy sygnały azotynu tytanu zniknęły wraz z postępem syntezy. Najważniejszą rzeczą, o której należy pamiętać podczas wykonywania tej procedury, jest szybkość składu i pH roztworu, a także wpływ na metodę osadzania. Możliwe jest wytwarzanie DNF i innych podłoży pokrytych azotynem tytanu, takich jak silikon krzemionkowy, szkło konwencjonalne, szkło ITO i szkło FDO do różnych zastosowań.Należy zachować ostrożność podczas obchodzenia się z próbkami, ponieważ łatwo jest usunąć złote DNF z podłoży krzemowych z azotynu tytanu, jeśli złoty DNF jest wystarczająco chory. Pamiętaj o noszeniu środków ochrony osobistej podczas pracy z wytrawiaczem tlenku buforu, który zawiera fluorowodór.

growth-gold-dendritic-nanoforests-on-titanium-nitride-coated-silicon

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Zsyntetyzowaliśmy złote nanogwiazdy o kształcie gwiazdy, wykorzystując metodę wzrostu wspomaganego srebrnymi zarodkami. Średnica nanogwiazd wynosi od 200 do 300 nm, a liczba ramion waha się od 7 do 10. Nanocząstki wykazują szeroki mod powierzchniowego rezonansu plazmonowego z maksimum w bliskiej podczerwieni.

Synteza nanogwiazd złota metodą wzrostu sterowanego srebrnymi nasionami

Dyskutowaliśmy o syntezie pojedynczych nanokubków grafitowych za pomocą szeregu technik, w tym chemicznego osadzania z fazy gazowej, utleniania kwasem i sonikacji końcówki sondy. Poprzez redukcję HAuCl4 za pomocą cytrynianu, grafitowe nanokubki zostały skutecznie zakorkowane nanocząstkami złota ze względu na chemicznie reaktywne krawędzie bańek.

Synteza i funkcjonalizacja kubków z nanorurek węglowych domieszkowanych azotem z nanocząstkami złota jako zatyczkami korkowymi

Opisano wytwarzanie elektrycznie adresowalnych, o wysokim współczynniku proporcji (&gt; 1000:1) metalowych nanodrutów oddzielonych przerwami pojedynczych nanometrów przy użyciu albo warstw protektorowych aluminium i srebra, albo samoorganizujących się monowarstw jako szablonów. Te struktury nanoszczelinowe są wytwarzane bez pomieszczenia czystego lub jakichkolwiek procesów litograficznych wykorzystujących wiązkę foto- lub elektronów za pomocą litografii krawędziowej znanej jako nanoskiving.

Wytwarzanie nanoluk za pomocą Nanoskiving

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

Szczegółowa procedura domieszkowania powierzchni interfejsów krzemowych jest podana. Ultrapłytkie domieszkowanie powierzchni jest demonstrowane poprzez zastosowanie monowarstw zawierających fosfor i szybki proces wyżarzania. Metoda może być stosowana do domieszkowania makroskopowych powierzchni powierzchniowych, a także nanostruktur.

Jednowarstwowe domieszkowanie kontaktowe powierzchni krzemowych i nanodrutów przy użyciu związków fosforoorganicznych

Przedstawiono metodę hodowli niskotemperaturowych, pionowo ustawionych nanorurek węglowych, a następnie wytwarzania pionowych struktur testowych połączeń elektrycznych przy użyciu wytwarzania półprzewodników.

Produkcja niskotemperaturowych pionowych połączeń z nanorurek węglowych kompatybilnych z technologią półprzewodnikową

Tutaj prezentujemy protokół syntezy in situ nanocząstek złota (AuNPs) w przestrzeni międzywarstwowej warstwowych warstw tytanianu bez agregacji AuNPs. Nie zaobserwowano żadnej zmiany spektralnej nawet po 4 miesiącach. Zsyntetyzowany materiał ma zastosowanie w katalizie, fotokatalizie i opracowywaniu opłacalnych urządzeń plazmonicznych.

In Situ Synteza nanocząstek złota bez agregacji w przestrzeni międzywarstwowej warstwowych przezroczystych folii tytanianowych

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

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

Kontrola temperatury podczas eksperymentów z mikroskopią elektronową w fazie ciekłej otwiera nowe perspektywy badania dynamiki nanocząstek w środowiskach ciekłych, naśladując ich powstawanie lub stosowanie mediów. Korzystając z niedawno opracowanych ogniw cieczy grzewczej, bezpośrednio obserwowaliśmy wpływ temperatury na procesy zarodkowania i wzrostu nanocząstek złota w wodzie.

Badanie wpływu temperatury na zarodkowanie i wzrost nanocząstek za pomocą mikroskopii elektronowej transmisji ciekłych komórek

Poznaj metodę elektrolitycznego osadzania złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach krzemowych pokrytych azotkiem tytanu. Technika ta jest prosta i szybka, umożliwiając tworzenie struktur wzmacniających reakcje fotokatalityczne plazmoniczne.

Wzrost złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach krzemowych pokrytych azotkiem tytanu

Przeglądaj więcej filmów