Сверхвысокой плотности массивов вертикально ориентированных малых органических молекулярных нанопроволок по произвольным подложках

Общая цель этой процедуры заключается в изготовлении массива вертикально выровненных органических нанопроволок внутри пористого шаблона. Это достигается путем предварительной подготовки подложки к анодированию путем либо полировки поверхности алюминиевой фольги, либо нанесения тонкой пленки алюминия на произвольную подложку. Вторым этапом является анодирование полированной алюминиевой фольги или тонкой пленки алюминия, нанесенной на произвольную подложку.

Последним шагом является нанесение органического материала в поры шаблона с помощью новой центрифуги для свадьбы. В конечном счете, сканирующая электронная микроскопия используется для того, чтобы показать существование органических нанопроводов в порах матрица из оксида алюминия в море. Идея этого метода впервые возникла, когда у меня возникли проблемы с заполнением пор анодных алюминиевых шаблонов с помощью традиционных методов смачивания шаблонов.

Я решил использовать центробежную силу центрифуги для проталкивания или облегчения проникновения раствора в поры. Сначала вырезаем листы размером примерно два на два сантиметра из высокочистого неполированного алюминия толщиной 250 микрометров, погружаем небольшое количество листов и стаканом азотной фосфорной кислоты травим при температуре 80 градусов Цельсия на пять минут, после травления нейтрализуем фольги, опуская их в воду и помещая в один моляр гидроксид натрия на 20 минут. После этого промойте фольгу ионизированной водой.

Далее загрузите полированные алюминиевые листы в плоские ячейки и заполните их 3%-ной щавелевой кислотой. Затем анодируйте листы в течение 15 минут при смещении постоянного тока 40 вольт после анодирования, погрузите образец в стакан с хромовой фосфорной кислотой для травления при температуре 60 градусов Цельсия примерно на 30 минут. Чтобы удалить первоначальный оксидный слой, выровняйте фольгу в плоской ячейке таким образом, чтобы та же область, ранее анодированная, снова подверглась воздействию электролита.

Повторите процесс анодирования 3%-ной щавелевой кислотой в течение 2,5 минут при напряжении 40 вольт постоянного тока. Погрузите шаблон A a O в 5% фосфорную кислоту при комнатной температуре, чтобы истончить барьерный слой на дне нанопор и расширить диаметр нанопор примерно до 60-70 нанометров через 40 минут, снимите шаблон с стакана и промойте его ионизированной водой. Нанесите следующую многослойную систему последовательно на чистое стекло.

Слайды содержат 20 нанометров диоксида титана путем атомно-слоевого осаждения, семь нанометров золота путем распыления и один микрометр алюминия путем напыления. После извлечения образцов из вакуумной камеры прикрепите к поверхности тонкой пленки анодируемого алюминия электрод из фольги. С помощью проводящей серебряной эпоксидной смолы загрузите образец в плоскую ячейку и заполните ее 3%-ной щавелевой кислотой.

Затем анодируйте алюминиевую тонкую пленку в течение четырех минут при смещении постоянного тока 30 вольт, не извлекая образец из плоской ячейки. Промойте ячейку деионизированной водой. Налейте в плоскую ячейку 60 градусов Цельсия и протравите хромовой фосфорной кислотой, и отставьте на один час.

После этого повторите шаги анодирования и травления, используя условия, описанные ранее. После промывки деионизированной водой заполните ячейку 3% щавелевой кислотой и анодируйте в последний раз, используя те же условия, что и раньше. Следите за током системы и прекращайте анодирование при возникновении резкого увеличения тока.

Затем выполните неудачный этап расширения, погрузив шаблон в 5% фосфорную кислоту при комнатной температуре. Через 40 минут снимите шаблон с стакана и промойте его деионизированной водой. Загрузите шаблоны на дно пробирки для центрифуги таким образом, чтобы анодированная область была обращена к верхней части пробирки.

С помощью пипетки заполните пробирки достаточным количеством растворов PCBM таким образом, чтобы каждый шаблон был полностью погружен в воду. Затем загрузите пробирки в центрифугу и работайте в течение пяти минут при 6 000 об/мин. После остановки центрифуги выгрузите пробирки и вылейте раствор PCBM.

Выньте шаблоны из пробирок и отложите их для просушки. Повторите предыдущие шаги, чтобы в общей сложности было выполнено от пяти до 10 запусков центрифуги. Наконец, удалите каждый образец со дна пробирок и с помощью ватного тампона, смоченного толуолом, аккуратно очистите поверхность пробирки, о чем свидетельствуют изображения, показанные здесь.

Этот метод капельного литья с помощью центрифуги позволяет получать непрерывные нанопроволоки. Нанопровода, изготовленные внутри пор шаблона a a a O, вертикально выровнены, однородны и электрически изолированы друг от друга с помощью закрытых дна. Он может быть успешно изготовлен на нескольких различных подложках, что приводит к потенциальному применению этих структур во многих различных устройствах.

Для дальнейшей проверки того, что материал внутри пор является PCBM, была проведена спектроскопия полевых шаблонов с помощью нанопроволоки рамен. Данные рамена сравнивались со спектрами тонких пленок PCBM и полных колец, обнаруженных в литературе. Пики наблюдались на 14, 30, 14, 63 и 1577 обратных сантиметрах, что соответствует модам T one, U four a G two и HG eight соответственно.

Эти числа хорошо согласуются с литературными значениями 14, 29, 14, 70 и 1575 обратных сантиметров для нетронутых печатных плат для тех же соответствующих мод. Кроме того, это показывает, что нет значительного сдвига в пиках рамена из-за геометрии нанопроволоки, и подтверждает присутствие нанопроволок PCBM в порах. Другие методы, такие как электроосаждение металлических нанопроволок или распыление тонкопленочных металлов, могут быть использованы для изготовления устройств для таких приложений, как спинтроника, оптика, электроника, фотовольтаика, химическое зондирование и метаматериалы.