Crescimento sem sementes de bismuto Nanowire matriz via vácuo evaporação térmica

Summary

Um protocolo para crescimento sem sementes e de alto rendimento de matrizes de nanofios de bismuto através da técnica de evaporação térmica a vácuo é apresentado.

Abstract

Aqui uma técnica sem sementes e sem modelo é demonstrado escalavelmente crescer nanofios de bismuto, por meio de evaporação térmica em alto vácuo à temperatura ambiente. Convencionalmente reservados para a fabricação de filmes finos de metal, depósitos de evaporação térmica de bismuto em uma matriz de nanofios verticais único cristalinos sobre uma película fina plana de vanádio realizada na RT, que é preparado na depositado por pulverização catódica magnetrão ou evaporação térmica. Ao controlar a temperatura do substrato de crescimento do comprimento e largura dos nanofios pode ser ajustado ao longo de um amplo intervalo. Responsável por esta nova técnica é um mecanismo de crescimento nanofio anteriormente desconhecido que as raízes na porosidade leve da película fina de vanádio. Infiltrados nos poros de vanádio, os domínios de bismuto (~ 1 nm) carregam energia excessiva superfície que suprime seu ponto de fusão e continuamente expulsa-los para fora da matriz de vanádio para formar nanofios. Esta descoberta demonstra a viabilidade de vapor escalável fase synthesis de alta pureza nanomateriais sem usar catalisadores.

Introduction

Nanofios de limitar o transporte de portadores de carga e outros quasiparticles, tais como fótons e plasmons em uma dimensão. Assim, nanofios geralmente exibem novas propriedades elétricas, magnéticas, ópticas e químicas, que lhes concedem potencial quase infinita para aplicações em fotônica, eletrônica, tecnologias biomédicas, ambientais e relacionados com a energia micro / nano. ^1,2 Durante as duas últimas décadas, numerosos top-down e bottom-up abordagens têm sido desenvolvidos para síntese de uma ampla gama de metais ou semicondutores nanofios de alta qualidade em escala de laboratório ^3-6. Apesar destes desenvolvimentos, cada abordagem depe....

Protocol

Atenção: Por favor, consulte todas as fichas de dados de segurança do material (MSDS) relevantes antes de usar. Os nanomateriais podem ter riscos adicionais em comparação com o seu homólogo granel. Utilize todas as práticas de segurança adequadas ao manusear substratos coberto de nanomaterial, incluindo o uso de controles de engenharia (extractor de fumo) e equipamentos de proteção individual (óculos de segurança, luvas, jaleco, calça de corpo inteiro, fechou-toe sapatos).

1. Trabalhos preparatórios

1. Preparação do sistema de deposição de vapor
   1. Faça a ventilação da câmara de deposição de pressão atmosfera e abrir a câmara. A ventilação é fei....

Results

As imagens de secção transversal SEM de subcamadas de vanádio formadas por pulverização catódica e evaporação térmica métodos são apresentados na Figura 2. A microscopia electrónica de varrimento imagens (SEM) são apresentados para os nanofios de bismuto formados em diferentes temperaturas de substrato (Figura 3). A estrutura cristalina dos nanofios de bismuto é determinada por meio de microscopia electrónica de transmissão (TEM), selectivo de difracção de electrões áre.......

Discussion

O crescimento de nanofios de bismuto é para ser conduzida num sistema de deposição física de vapor com pelo menos duas fontes de deposição, um para outro e bismuto para vanádio. Recomenda-se que uma das fontes é uma fonte de pulverização catódica, para a deposição de vanádio. Alto vácuo é conseguido por um bombas turbomoleculares apoiados por uma bomba de deslocamento seco. O sistema de deposição de vapor está equipada com uma microbalança de cristal de quartzo calibrado (QCM) para monitorização de espessura

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Bismuto	Sigma-Aldrich	556130	Granular, 99.999%
Vanádio Slug	Alfa Aesar	42829	3.175  mm (0,125  in) de diâmetro x 6,35  mm (0,25  pol) de comprimento, 99,8%
Vanádio Sputtering Target	Kurt J. Lesker	EJTVXXX253A2	3,00" Dia. x 0,125" de espessura, 99,5%
de acetona	Sigma-Aldrich	179124	>99,5%
Etanol	Alfa Aesar	33361
Wafers de Silício	University Wafers	300 mícrons de espessura, (100) orientação
	O circuito trabalha o	condutor de duas partes	CW2400
, alumina revestiu	R. D. Mathis	S9B-AO-W	Para a evaporação térmica do bismuto
Barco	. D. Mathis	S4-.015W	para a evaporação térmica do vanádio
RIE Plasma	Nordson março	CS-1701
PVD 75 Plataforma do depósito do vapor	Kurt J. Lesker	PEDP75FTCLT001	Equipado com três fontes de evaporação térmica e uma fonte de pulverização catódica de magnetron DC
Controlador de temperatura termoelétrico	LairdTech	MTTC-1410
PT1000 RGD	LairdTech	340912-01	Sensor de temperatura para módulo termoelétrico MTTC-1410
	LairdTech	56910-502
Ultrasonicator	Crest Ultrasonics	Tru-Sweep 175