Ultra Density Array of alinhados verticalmente Nanofios orgânicos pequeno-moleculares sobre substratos Arbitrárias

O objetivo geral deste procedimento é fabricar uma matriz de nanofios orgânicos alinhados verticalmente dentro de um modelo poroso. Isso é feito preparando primeiro um substrato para anodizar polindo a superfície de uma folha de alumínio ou depositando uma fina película de alumínio em um substrato arbitrário. O segundo passo é anodizar a folha de alumínio polido ou filme fino de alumínio depositado em um substrato arbitrário.

A etapa final é depositar material orgânico nos poros do modelo usando um novo modelo de casamento assistido por centrífuga. Em última análise, a microscopia eletrônica de varredura é usada para mostrar a existência de nanofios orgânicos dentro dos poros do molde náutico de óxido de alumínio. A ideia desse método surgiu pela primeira vez quando tive problemas para preencher os poros de gabaritos de alumínio anódico usando métodos tradicionais de umedecimento de gabarito.

Decidi usar a força centrífuga de uma centrífuga para empurrar ou auxiliar a penetração da solução nos poros. Primeiro corte folhas de aproximadamente dois centímetros por dois centímetros de alumínio não polido de alta pureza com uma espessura de 250 micrômetros, mergulhe um pequeno número de folhas e um copo de ácido fosfórico nítrico gravando a 80 graus Celsius por cinco minutos após a corrosão neutralize as folhas mergulhando-as em água e colocando em um molar hidróxido de sódio por 20 minutos. Em seguida, enxágue as folhas com água ionizada.

Em seguida, carregue as folhas de alumínio polido em células planas e preencha-as com ácido oxálico a 3%. Em seguida, anodize as folhas por 15 minutos a 40 volts DC após a anodização, mergulhe a amostra em um béquer de ácido fosfórico crômico gravando a 60 graus Celsius por aproximadamente 30 minutos. Para remover a camada inicial de óxido, realinhe a folha na célula plana, de modo que a mesma área anodizada anteriormente seja novamente exposta ao eletrólito.

Repita o processo de anodização com ácido oxálico a 3% por 2,5 minutos a 40 volts dc. Viés submergir o molde AAO em ácido fosfórico a 5% à temperatura ambiente para diluir a camada de barreira na parte inferior dos nanoporos e alargar o diâmetro dos nanoporos para aproximadamente 60 a 70 nanômetros após 40 minutos, remova o molde do béquer e enxágue-o com a água ionizada. Deposite o seguinte sistema multicamadas sequencialmente no vidro limpo.

Desliza 20 nanômetros de dióxido de titânio por deposição de camada atômica, sete nanômetros de ouro por pulverização catódica e um micrômetro de alumínio por pulverização catódica. Depois de remover as amostras da câmara de vácuo, prenda um eletrodo de folha na superfície da fina película de alumínio a ser anodizada. Usando um epóxi de prata condutor, carregue a amostra na célula plana e encha-a com ácido oxálico a 3%.

Em seguida, anodize o filme fino de alumínio por quatro minutos a 30 volts de polarização CC sem remover a amostra da célula plana. Enxágue a célula com água deionizada. Despeje 60 graus Celsius ch ácido fosfórico crômico gravando na célula plana e reserve por uma hora.

Em seguida, repita as etapas de anodização e gravação usando as condições descritas anteriormente. Após o enxágue com água ionizada, encha a célula com ácido oxálico a 3% e anodize uma última vez usando as mesmas condições de antes. Monitore a corrente do sistema e pare a anodização quando um aumento acentuado na corrente for observado.

Em seguida, execute uma etapa de alargamento ruim submergindo o modelo em ácido fosfórico a 5% à temperatura ambiente. Após 40 minutos, retirar o gabarito do copo e lavá-lo com água desionizada. Carregue os gabaritos na parte inferior de um tubo de ensaio de centrífuga de forma que a área anodizada fique voltada para a parte superior do tubo de ensaio.

Usando uma pipeta, encha os tubos de ensaio com soluções de PCBM suficientes, de modo que cada modelo fique completamente submerso. Em seguida, carregue os tubos de ensaio na centrífuga e deixe funcionar por cinco minutos a 6.000 RPM. Assim que a centrífuga parar, descarregue os tubos de ensaio e despeje a solução de PCBM.

Remova os modelos dos tubos de ensaio e deixe-os secar. Repita as etapas anteriores para que um total de cinco a 10 execuções da centrífuga tenham sido realizadas. Por fim, remova cada amostra do fundo dos tubos de ensaio e use um tolueno embebido em cotonete para limpar suavemente a superfície do, conforme evidenciado pelas imagens mostradas aqui.

Este método de fundição por gota assistida por centrífuga produz nano fios contínuos. Os nanofios fabricados dentro dos poros do gabarito aa O são alinhados verticalmente, uniformes e eletricamente isolados uns dos outros com fundos tampados. Isso pode ser fabricado com sucesso em vários substratos diferentes, o que leva à aplicação potencial dessas estruturas em muitos dispositivos diferentes.

Para verificar ainda mais se o material dentro dos poros é PCBM, foi realizada espectroscopia Ramen de nanofios dos modelos de campo. Os dados de ramen foram comparados com os espectros de filmes finos de PCBM e anéis mais cheios encontrados na literatura. Os picos foram observados em 14, 30, 14, 63 e 1577 centímetros inversos, que correspondem aos modos T, U quatro, G dois e HG, oito, respectivamente.

Esses números correspondem bem aos valores da literatura de 14, 29, 14, 70 e 1575 centímetros inversos para PCBM puro para os mesmos modos respectivos. Além disso, isso mostra que não há mudança significativa nos picos de ramen devido à geometria do nanofio e confirma a presença de nanofios de PCBM nos poros Antes de seguirmos este procedimento. Outros métodos, como eletrodeposição de nanofios metálicos ou pulverização catódica de metais de filme fino, podem ser usados para fabricar dispositivos para aplicações como spintrônica, óptica, eletrônica, fotovoltaica, sensoriamento químico e metamateriais.