Зондирование C 84 -вложено Si подложки с помощью сканирующей зондовой микроскопии и молекулярной динамики

Summary

В этой статье сообщается о производстве наноматериала фуллереновой подложки из кремния, проверенной и проверенной с помощью наноизмерений и молекулярно-динамического моделирования.

Abstract

В данной работе сообщается массив разработанный C ₈₄ -вложено кремниевой подложки , изготовленных с использованием контролируемого метода самосборки в сверхвысоком вакуумной камере. Характеристики С ₈₄ -вложено поверхности Si, например с атомным разрешением рельефа, локальной электронной плотности состояний, полосы энергетической щели, эмиссионные свойства поля, наномеханического жесткости и поверхностного магнетизма, были изучены с использованием различных методов анализа поверхности под ультра, высокий вакуум (СВВ) условий, а также в атмосферной системе. Экспериментальные результаты демонстрируют высокую однородность С ₈₄ -вложено Si поверхности изготовлены с использованием контролируемого механизма самосборки нанотехнологической, представляет собой важное событие в области применения дисплея полевой эмиссии (FED), изготовление оптико - электронных устройств, МЭМС режущих инструментов, а также в усилиях чтобы найти подходящую замену для твердосплавных полупроводников. Метод молекулярной динамики (МД) с полуэмпирическом потенциалом можно бе используется для изучения наноиндентирование С ₈₄ -вложено кремниевой подложки. Подробное описание для выполнения МД моделирования представлена ​​здесь. Детали для всестороннего изучения на механическом анализе МД моделирования, такие как отступа силы, модуль Юнга, поверхностная жесткость, атомно-стресс и атомной деформации включены. Атомные напряжений и деформаций фон-Мизеса распределения модели отступа можно рассчитать, чтобы контролировать механизм деформации с оценкой времени в атомистической уровне.

Introduction

Молекулы фуллеренов и композиционные материалы , которые они содержат являются отличительными среди наноматериалов из - за их превосходных структурных характеристик, электронная проводимость, механическая прочность, и химические свойства ^1-4. Эти материалы оказались весьма полезными в самых разных областях, таких как электроника, компьютеры, технологии топливных элементов, солнечных батарей и технологии излучения поля ^5,6.

Среди этих материалов, карбид кремния (SiC) с наночастицами композиты Особое внимание было уделено благодаря их широкой запрещенной зоной, высокой теплопроводностью и стабильностью, высокой электри....

Protocol

Примечание: В этом документе описываются методы, используемые при формировании самоорганизующейся фуллерена массива на поверхности полупроводниковой подложки. В частности, мы представляем новый способ получения кремниевой подложки фуллерена встраиваемый для использования в качестве полевого эмиттера или подложки в микроэлектромеханических системах (МЭМС) и оптико-электронных приборов в условиях высокой температуры, высокой мощности, приложений, а также в высокой -Частота устройства. ^9-13

1. Изготовление шестигранной замкнутому упакована (HCP) оверлейного из C ₈₄ на подложке Si

1. Подготовьте Clean Si (111) по....

Results

Монослой C ₈₄ молекул на неупорядоченной поверхности Si (111) был изготовлен с использованием процесса управляемой самосборки в камере СВВ На рисунке 1 показан ряд топографических изображений , измеренных с помощью СВВ-СТМ с различной степенью охвата:. (А) 0,01 мл, (б) 0,2 мл, (в) 0,7 мл, и (г) 0,9 мл. Электронные и оптические свойства C ₈₄ внедренного кремниевой подложки были также исследованы с использованием различных методов анализа поверхности, таких как STM и PL (рису.......

Discussion

В данном исследовании мы демонстрируем изготовление в самоорганизующейся монослоя C ₈₄ на подложке Si через новый способ отжига (рисунок 1). Этот процесс также может быть использован для получения других видов наночастиц встраиваемый полупроводниковых подложек. C ₈₄ -вложено кремниевую подложку характеризовался на атомном масштабе с использованием СВВ-СТМ (рис 2), эмиссионный спектрометр поля, фото- люминесцентной спектроскопии, MFM и кальмаров (рисун.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Кремниевая пластина			Si(111). Тип/легирующая примесь: P/бор; Удельное сопротивление: 0,05-0,1 Ом·
см Углерод, C84	Legend Star		C84 порошок, 98%
соляная кислота	Sigma-Aldrich	84422	RCA, 37%
Ammonium	Choneye Pure Chemical RCA		, 25%
перекись водорода	Choneye Pure Chemical RCA		, 35%
азот	Ni Ni Air		баллон высокого давления, 95%
вольфрама	Nilaco	461327	проволока, диаметр 0,3 мм, наконечник
гидроксид натрия	UCW	85765	травление вольфрамовая проволока для наконечника
Ацетон	Marcon Fine Chemicals	99920	подходит для жидкостной хроматографии и УФ-спектрофотометрии
Метанол	Marcon Fine Chemicals	64837	подходит для жидкостной хроматографии и УФ-спектрофотометрия
UHV-SPM	JEOL Ltd	JSPM-4500A	Сверхвысоковакуумный сканирующий туннельный микроскоп и сверхвысоковакуумный атомно-силовой микроскоп
питания	Keithley	237	Высоковольтный источник-измеритель
SQUID	Quantum desigh	MPMS-7	Напряженность магнитного поля: ± 7.0 Тесла, Диапазон температур: 2– 400 K, Магнитно-дипольный диапазон: 5  ×   10-7 – 300 emu
ALPS	National Center for High-Performance Computing,		Taiwan Advanced Large-scale Parallel Supercluster, 177 Тфлопс; 25 600 ядер процессора; 73 728 ГБ ОЗУ; 1 074 ТБ хранилища