sondagem C<sub&gt; 84</sub&gt; -embedded Si substrato utilizando Scanning Probe Microscopy e Dinâmica Molecular

Resumo

Este artigo relata a fabricação de nanomateriais de um substrato de Si fulereno inspecionado e verificado por nanomedições e simulação dinâmica molecular.

Resumo

Este artigo relata um conjunto concebido C ₈₄ -embedded substrato de Si fabricados usando um método de auto-montagem controladas em uma câmara de vácuo ultra-alta. As características do C ₈₄ -embedded superfície Si, tais como uma topografia atômica resolução, densidade eletrônica local dos estados, energia da banda, propriedades de emissão de campo, rigidez nanomechanical, e magnetismo de superfície, foram examinados usando uma variedade de técnicas de análise de superfície sob ultra, alto vácuo (UHV) condições, bem como num sistema atmosférica. Resultados experimentais demonstram a alta uniformidade do ₈₄ C -embedded Si superfície fabricados usando um mecanismo de nanotecnologia auto-montagem controlada, representa um importante desenvolvimento na aplicação de exibição de emissão de campo (FED), fabricação de dispositivos optoeletrônicos, MEMS ferramentas de corte, e nos esforços para encontrar um substituto adequado para semicondutores de metal duro. dinâmica molecular método (MD), com potencial semi-empírica pode be usadas para estudar a nanoindentação de C ₈₄ -embedded substrato de Si. Uma descrição detalhada para a realização de simulação MD é aqui apresentada. Detalhes de um estudo abrangente sobre análise mecânica de simulação MD, tais como força de recuo, o módulo de Young, a rigidez da superfície, estresse atômica, e tensão atômica estão incluídos. As distribuições de tensões e deformações von Mises-atômicas do modelo recuo pode ser calculado para monitorar mecanismo de deformação com avaliação de tempos no nível atomística.

Introdução

Moléculas de fulereno e os materiais compósitos que compreendem são distintos entre os nanomateriais, devido às suas características estruturais excelentes, condutividade eletrônica, resistência mecânica, e as propriedades químicas ^1-4. Estes materiais têm provado altamente benéfico em uma variedade de campos, tais como eletrônicos, computadores, tecnologia de células de combustível, células solares, e tecnologia de emissão de campo ^5,6.

Entre estes materiais, carboneto de silício (SiC) compósitos de nanopartículas têm recebido especial atenção graças à sua lacuna de banda larga, de alta condutividade térmica e estab....

Protocolo

NOTA: O documento descreve os métodos utilizados na formação de uma matriz de fulereno auto-montados na superfície de um substrato semicondutor. Especificamente, apresenta-se um novo método para a preparação de um substrato de silício incorporado-fulereno para utilização como um emissor de campo ou de substrato em sistemas microeletromecânicos (MEMS) e dispositivos optoelectrónicos de alta temperatura, de alta potência, aplicações, bem como em alta dispositivos -Frequência ^9-13.

1. Fabricação de Hexagonal fechou-embalados (HCP) Overlayer de C ₈₄ em Si Substrato

1. Prepare Limpo Si (111) Substrato
   1. Obj....

Resultados

Uma monocamada de C ₈₄ moléculas de um (111) da superfície desordenada Si foi fabricado usando um processo de auto-montagem controlada numa câmara de UHV Figura 1 mostra uma série de imagens topográficas medidos por UHV-STM com vários graus de cobertura:. (A) 0,01 mL, (b) 0,2 ml, (c) 0,7 ml, e (d) 0,9 ml. As propriedades electrónicas e ópticas do C ₈₄ incorporado substrato de Si também foi investigada usando uma variedade de técnicas de análise de superfície, tais como STM e PL

Discussão

Neste estudo, demonstra a fabricação de uma monocamada auto-montada de ₈₄ C sobre um substrato de Si através de um novo processo de recozimento (Figura 1). Este processo também pode ser usado para preparar outros tipos de substratos semicondutores embebidos em nanopartículas. A C ₈₄ -embedded substrato de Si foi caracterizado na escala atômica utilizando UHV-STM (Figura 2), espectrômetro de emissão de campo, espectroscopia de fotoluminescência, MFM e SQUID

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
pastilhas			Si(111) Tipo/Dopante: P/Boro; Resistividade: 0.05-0.1 Ohm· cm
Carbono, C84	Legend Star		C84 pó, 98%
de ácido clorídrico	Sigma-Aldrich	84422	RCA, 37%
de amônio	Choneye Pure Chemical		RCA, 25%
de peróxido de hidrogênio	Choneye Pure Chemical		RCA, 35%
de nitrogênio	Ni Ni Air		garrafa de alta pressão, fio
de 461327	de tungstênio	Nilaco	, diâmetro 0,3 mm, ponta
Hidróxido de sódio	UCW	85765	gravura a água-forte Fio de tungstênio para ponta
Acetona	Marcon Fine Chemicals	99920	adequado para cromatografia líquida e espectrofotometria UV
Metanol	Marcon Fine Chemicals	64837	adequado para cromatografia líquida e Espectrofotometria UV
UHV-SPM	JEOL Ltd	JSPM-4500A	Microscópio de Tunelamento de Varredura a Vácuo Ultra-Alto e Microscópio de Força Atômica de Vácuo Ultra-alto
Fonte de alimentação	Keithley	237	Unidade de Medição de Fonte de Alta Tensão
SQUID	Quantum desigh	MPMS-7	Força do campo magnético: ± 7.0 Tesla, Faixa de temperatura: 2– 400 K, Faixa de dipolo magnético: 5  &vezes;   10-7 – 300 emu
ALPS	National Center for High-performance Computing, Taiwan		Advanced Large-scale Parallel Supercluster, 177 Tflops; 25.600 núcleos de CPU; 73.728 GB de RAM; 1.074 TB de armazenamento

de silício 95%