Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

ייצור של ננו מהונדס תחמוצות שקופות לנהל בתצהיר ליזר פעם

Published: February 27, 2013 doi: 10.3791/50297

Summary

אנו מתארים את השיטה הניסיונית להפקיד סרטים דקים תחמוצת nanostructured ידי תצהיר ליזר פעם שבריר שני (PLD) בנוכחות גז רקע. באמצעות שיטה זו אל מסומם ZnO סרטים (אזו), מקומפקטית לצורה היררכית כמו יערות ננו עץ, יכול להיות מופקד.

Abstract

הפקדת השבריר השני פעמה ליזר (PLD) בנוכחות גז רקע מאפשרת תצהיר של תחמוצות מתכת עם מורפולוגיה, מבנה, צפיפות והרכב מתכונן על ידי שליטה נכונה של דינמיקת התפשטות פלומת הפלזמה. צדדי כזו יכולה להיות מנוצל כדי להפיק סרטי nanostructured מהקומפקטי והדחוס לnanoporous המאופיין בהרכבה היררכית של אשכולות בגודל ננו. בפרט אנו מתארים את המתודולוגיה המפורטת לפברק שני סוגים של סרטי אל המסומם ZnO (אזו) כאלקטרודות שקופות בהתקני פוטו: 1) בשעת 2 O לחץ נמוך, סרטים קומפקטיים עם מוליכות חשמלית ושקיפות אופטית קרובה למדינה של האמנות תחמוצות ניהול שקופות (TCO) ניתן להפקיד בטמפרטורת חדר, כדי להיות תואם עם חומרים רגישים תרמי כגון פולימרים המשמשים photovoltaics האורגני (OPVs), 2) מבנה היררכי קל מאוד פיזור דמויים יער של ננו עצים הן לדרבןuced בלחצים גבוהים יותר. מבנים כאלה להראות גורם אובך גבוה (> 80%) ועשויים להיות מנוצלים כדי לשפר את יכולת לכידת האור. השיטה שתוארה כאן לסרטי אזו יכולה להיות מיושמת על תחמוצות מתכת אחרות רלוונטיות עבור יישומים טכנולוגיים כגון Tio 2, אל 2 O 3, WO 3 וAg 4 O 4.

Introduction

תצהיר ליזר פעם (PLD) מעסיק אבלציה ליזר של יעד מוצק שגורם להיווצרות של מיני ablated פלזמה שיכולה להיות מופקד על מצע לגדול סרט (ראה תרשים 1) 1. אינטראקציה עם אווירת רקע (אינרטי או ריאקטיבי) ניתן להשתמש כדי לגרום נוקלאציה אשכול הומוגנית בשלב הגז (ראה איור 2) 2,3. האסטרטגיה שלנו לסינתזת חומר על ידי PLD מבוססת על הכוונון של מאפיינים מהותיים בגישה מלמטה למעלה על ידי שליטה על דינמיקת הפלזמה שנוצרה בתהליך PLD בזהירות. גודל אשכול אנרגיה, קינטית והרכב יכולים להיות מגוונת על ידי הגדרה נכונה של פרמטרים המשפיעים על צמיחה בתצהיר סרט ותוצאה בשינויים מורפולוגיים 4.5 ומבניים. על ידי ניצול השיטה המתוארת כאן הפגנו, למספר התחמוצות (למשל WO 3, 4 Ag O 4, אל 2 3 Ond Tio 2), היכולת לכוון מורפולוגיה, צפיפות, הנקבובי, המידה של סדר מבני, Stoichiometry ושלב על ידי שינוי מבנה החומר ב6-11 קנה המידה ננומטרי. זה מאפשר עיצוב של חומרים עבור יישומים ספציפיים 12-16. בהתייחס ליישומי פוטו, אנחנו מסונתזים Tio 2 nanostructured מאורגן באופן היררכי על ידי חלקיקי הרכבה (<10 ננומטר) ובננו-mesostructure דומה "יער של עצים '13 מראים תוצאות מעניינות, כאשר הועסקו כphotoanodes בתאים סולריים רגישים לצבוע (DSSC ) 17. בהתבסס על התוצאות הקודמות אלה אנו מתארים את הפרוטוקול לתצהיר של סרטי אל המסומם ZnO (אזו) כתחמוצת שקופה לנהל.

תחמוצות ניהול שקופות (TCOs) הן bandgap גבוה (> 3 eV) חומרים הומרו למנצחים על ידי סימום כבד, מציג התנגדות <10 -3 אוהם סנטימטרים ויותר מ 80% transmi האופטיttance בטווח הנראה לעין. הם מרכיב מפתח ליישומים רבים כגון מסכי מגע ותאים סולריים 18-21 והם בדרך כלל גדלים על ידי טכניקות שונות כגון מקרטע בתצהיר, פעם ליזר, שיקוע כימי, פירוליזה תרסיס ועם שיטות כימיות פתרון מבוססים. בין TCOs, אינדיום פח התחמוצת (איטו) נחקרה באופן נרחב להתנגדות הנמוכה שלה, אבל סובלת מהחסרון של העלות הגבוהה וזמינות נמוכה של אינדיום. מחקר כרגע הולך לכיוון מערכות אינדיום חינם כגון ה-F-מסומם Sno 2 (FTO), אל המסומם ZnO (אזו) ו-F-מסומם ZnO (FZO).

אלקטרודות המסוגלים לספק ניהול חכם של אירוע האור (השמנת אור) הן מעניינות במיוחד עבור יישומי פוטו. כדי לנצל את האפשרות לאור הנראה באמצעות פיזור מבנים ומורפולוגיות מווסתים בקנה מידה דומים לאורך הגל של אור (300-1,000 ננומטר למשל), שליטה טובה עלמורפולוגיה סרט ועל ארכיטקטורות הרכבת מצרר היא זקוקים.

בפרט אנו מתארים איך לכוון מורפולוגיה ומבנה של סרטי אזו. הקומפקט אזו הופקד בלחץ נמוך (2 חמצן אבא) ובטמפרטורת חדר מאופיין בהתנגדות נמוכה (10 סנטימטרים 4.5 אוהם -4 x) ושקיפות אור הנראה (> 90%), שהנה תחרותי באזו הופקד בטמפרטורות גבוהות, ואילו אזו מבנה היררכי מתקבלים על ידי ablating ב2 לחצי O מעל 100 שבפנסילבניה מבנים אלה להציג יכולת פיזור אור חזקה עם גורם אובך עד 80% ויותר 22,23.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הכנת מצע

  1. לחתוך 1 הסנטימטר x 1 סנטימטר ממצעי סיליקון רקיק סי, הסיליקון הוא טוב לאפיון SEM (תצוגת מטוס וחתך).
  2. לחתוך 1 סנטימטר זכוכית 1 סנטימטר (סודת לימון, עובי 1 מ"מ), זכוכית היא אופטימלית לאפיון אופטי וחשמלי.
  3. אם אנשי קשר יש צורך במצעי זכוכית, קשר Au ניתן התאדה בואקום באמצעות מסיכה. הפקדה 10 ננומטר של CR כinterlayer כדי לשפר את ההידבקות של Au, 50 ננומטר ההפקדה של Au.
  4. לחתוך 1 סנטימטר x 1 סנטימטר מדגם פולימר (למשל tetrafluoroethylene אתילן, ETFE).
  5. נקה את המצעים ידי sonicating בisopropanol לדקות ולשטוף ב5-10 isopropanol, יבש באמצעות זרימת 2 N.

2. יישור ליזר ובחירת פרמטרי ליזר

  1. התחממות Nd: YAG ליזר ופליטה בחר רביעית הרמונית (266 ננומטר אורך גל) על ידי שימוש במחולל הרמוני רביעי (FHG) היוו ידי שני seגנרטורים מנצחים הרמוניים (SHG) במפל.
  2. הר wt 2%. אל 2 3 O:. יעד ZnO המעגלי (2 "קוטר) במניפולטור יעד יישור כתם הליזר במרכז המטרה, להתחיל סיבוב היעד ותרגום ולהגדיר את הטווח האנכי המרבי בדוק שכתם הליזר לא נוגע חיצוני. טבעת פלדה משמשת לקיבוע היעד. היעד מועבר בתנועת Roto-translational יש אבלציה האחידה של פני השטח כל היעד.
  3. בחר שיעור החזרה (למשל 10 הרץ) ודופק אנרגיה (למשל 75 mJ). התאם דופק אנרגיה ויציבות ליזר לפקח על ידי מד כוח.
  4. הזז את העדשה מתמקדת למיקום שנבחר ולהשתמש בפיסת נייר רגיש המצורפים ליעד כדי למדוד את גודל הנקודה. על כל מיקום של יריות מתמקדות עדשות אש 1-5 ליזר על נייר. בחר מיקום עדשה יש fluence ליזר של כ 1 סנטימטר J / 2.

3. הגדרת PLDבחירה של ד פרמטרי הפקדה

  1. יישור של עמדת מצע
    1. הר גיליון נייר מעגלי על 2 "קוטר כמצע לבדיקות יישור.
    2. הזז את בעל המצע למרחק היעד למצע ד TS = 50 מ"מ.
    3. להתחיל לשאוב את החדר עם משאבות ראשיות וturbomolecular עד רמת הוואקום מגיעה 10 -2 פנסילבניה
    4. בחר סוג גז (כלומר חמצן) ולהתאים את מהירות שאיבה וזרימת גז ליש לחץ הגז התקין (ראה סעיפים 4 ו 5). להתאים את מצב xy של מניפולטור המצע מחוץ הציר ביחס למרכז הפלומה להשיג עובי סרט אחיד על פני עטרה מעגלית.
    5. התחל אבלציה על ידי הסרת פקק מטר הקרן / חשמל. אם המטרה היא חדשה או אם זה לא היה בשימוש במשך זמן רב, אבלציה מראש זה הכרחי כדי לנקות את היעד.
    6. עצור אבלציה כאשר ניתן לראות בהפקדת Paper מסתכל מנקודת מבט.
  2. קביעת אורך פלומת פלזמה
    1. בצע את הפעולות 3.1.1. ל3.1.5, במהלך אבלציה לצלם עם מצלמה דיגיטלית עם 0.5 - זמן 1 שניות הצטברות לממוצע מעל תימרות פלזמה שונות.
    2. מדוד את אורך פלומת הפלזמה הגלויה מצילום התמונות ד TS כהפניה (ראה איור 3).
  3. כיול עובי הסרט
    1. הזז את המצע רחוק מהיעד (100 מ"מ כלומר ועוד) ולהעביר את היתרה למייקרו קוורץ (QCM) במרחק השווה לד TS מהיעד.
    2. הפקדת 1000 יריות ליזר (1 כלומר '40'') ולמדוד את ערך המסה הופקד, ולאחר מכן להעביר את QCM משם.
    3. הר מצע Si כמו ב1.1.
    4. להפקיד בדיקת מדגם (18,000 יריות כגון ליזר, כלומר 30 ') ולהשתמש בתמונות SEM sectional צולבות לגalibrate תצהיר השיעור (ננומטר / דופק).

4. תצהיר של אזו סרטי nanoengineered

  1. הר המצעים שהוכנו כאמור בסעיף 1 ב מניפולטור בעל המדגם באמצעות סרט דבק.
  2. בצע את פעולות 3.1.2 - 3.1.3.
  3. התחל סיבוב מצע.
  4. תצהיר של סרטי אזו הקומפקטיים
    1. הפעל את אקדח היונים ואנרגית יון סט ב 100 eV, כוח RF ב75-100 W ושטף גז Ar ב 20 SCCM (הלחץ הוא בטווח 10 -2 אבא). מצעים נקיים עם אר + אקדח יון לדקות 5-10. לאחר כניסת הגז הקרובה ניקוי הטיפול ולשאוב את החדר להסיר ארגון.
    2. הכנס גז חמצן ולהתאים את המהירות ושטף שאיבת גז לחמצן יש אבא 2.
    3. להתחיל אבלציה והפקדה ל18,000 יריות (30 '). במהלך בדיקת אבלציה שאורך הפלומה הוא זהה כפי שנקבע בשלב 3.2.
    4. תפסיק אבלציה, גרם קרובכמפרצון, לשאוב את החדר.
  5. תצהיר של סרטי אזו היררכי המובנים
    1. הכנס גז חמצן ולהתאים את מהירות שאיבה וזרימת גז לחמצן יש אבא 160.
    2. להתחיל אבלציה והפקדה ל18,000 יריות (30 '). במהלך בדיקת אבלציה שאורך הפלומה הוא זהה כפי שנקבע בשלב 3.2.
    3. תפסיק אבלציה מפרצון, קרוב גז, לשאוב את החדר.
  6. Vent הקאמרי ולהסיר דגימות

5. אפיון חשמלי ואופטי

  1. מדוד את מאפייני התחבורה במטוס באמצעות טכניקות ארבע בדיקה (כלומר שיטת אן דר Pauw). ראה תרשים 4 לתכנית של אנשי הקשר. ערכים אופייניים של הבדיקה הנוכחית הם בμA 1 עד הטווח של 10 אמפר. המדידות מתבצעות על פני שטח מדגם מצטמצם ל -0.7 סנטימטרים x 0.7 סנטימטר, כדי להבטיח אחידות עובי טובה יותר (כ 5%).
  2. מדוד את אופטיקההעברת l של המדגם ושל המצע החשוף. תקן את הספקטרום לתרומת המצע על ידי הגדרה עד 1 בעצמה בממשק הזכוכית / סרט. להליך תיקון מדויק לוודא שהדגימה היא רכובה עם מצע הזכוכית מול קורה האירוע. לקבוע את שקיפות האור הנראה על ידי החישוב הממוצעת ההעברה בטווח 400-700 ננומטר. השתמש בתחום שילוב בקוטר 150 מ"מ כדי למדוד את השבר המפוזר של האור, גורם האובך ניתן לחשב על ידי חלוקת השבריר המפוזר על ידי האור המועבר הכולל (כלומר מפוזר ומועבר קדימה), ראה איור 5.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

התצהיר של אזו ידי PLD באווירת חמצן מייצר סרטי ניהול שקופים קומפקטיים בלחץ נמוך רקע גז (כלומר 2 אבא) ומבני יער דמוי mesoporous היוו באשכולות התאספו היררכי בלחצים גבוהים (כלומר 160 אבא). החומר היווה ידי תחומי nanocrystalline גודלם מקסימאלי הוא (30 ננומטר) בשעת 2 22 אבא.

עקב התנגשויות בין מיני ablated וגז הרקע, הצורה והאורך של פלומת הפלזמה משתנות באופן משמעותי עם לחץ החמצן בתא. (ראה סכמה באיור 2 ותצלומים באיור 3). כתוצאה מתופעות אלה, שני משטרי תצהיר ניתן לזהות: בלחצים נמוכים (<10 Pa) צמיחת סרט מתרחש באופנת אטום אחר אטום, גבוהה בתצהיר הקינטית אנרגיה, וכתוצאה מסרטים קומפקטיים עם מבנה אורתוגונלי לעמודים משטח המצע (איור 6). בלחצים גבוהים (> 10 אבא), nucleate nanosized אשכולות בשלב הגז ולפגוע במצע עם אנרגיה הקינטית נמוכה עקב התנגשויות בתוך הפלומה: הצבירים לבנות את המבנה היררכי הדמויים נקבובי ננו יער (6 איור).

ביצוע התצהיר בחמצן גם מאפשר שליטת Stoichiometry בסרט: בלחצים נמוכים בתצהיר כמות משמעותית של משרות פנויות חמצן מספקת את החומר עם אלקטרון הולכה. בתצהיר לחץ אופטימלי של 2 אבא, שם ניידות מנשא היא גבוהה ביותר, התנגדות חשמלית היא בערך 5 x 10 סנטימטרי Ω -4. חומר כזה הוא תחרותי עבור יישומים כמו TCO הקומפקטי, בשל השקיפות הגלויה הגבוהה שלה (85%, ערך ממוצע בטווח 400-700 ננומטר), למרות תצהיר טמפרטורת חדר (ראה איור 7).

בלחץ גבוה, על מנת Stoichiometry מקומי מושג והחומר הואמתאפיין בריכוז קטן של פגמים, אשר משפר את השקיפות גלויה (> 90%). יתר על כן, mesoscale הנקבובי של דגימות שגודלו בלחץ גבוה מגדיל את פיזור אור בטווח אורכי הגל של עניין (300-1,000 ננומטר) וכתוצאה מכך גורם אובך (יחס פוטון מפוזר למשודר) מעל 85% בטווח 400-700 ננומטר (איור 7). התכונות החשמליות קשורות מאוד לפרמטרי תצהיר (כלומר לחץ חמצן). מעבר מקומפקטי לסרטי nanoporous, עלייה בהתנגדות הוא ציין, בעיקר בשל השיעור הנמוך יותר של קישוריות סרט. כתוצאה מכך, סרטים נקבוביים גדלו בלחץ חמצן גבוה יותר ממוליכות 100 אבא תכנית נמוכות (התנגדות הנה מסדר הגודל של 10 6 Ω סנטימטרים) ולכן צריכים אופטימיזציה נוספת. כדי לשפר את מוליכות אסטרטגיה אפשרית מיוצגת על ידי גידול הסרטים באטמוספרות גז מעורבות (Ar: O 2) להשיג שליטה עצמאית של מורפולוגיה וstoichiometry. שימוש בלחץ כולל של 100 אבא (לחץ חלקי הער של האבא וO לחץ חלקי של 98 2 2 Pa) מאפשר לקבל resistivities סרט מסדר הגודל של 100 סנטימטרי Ω.

איור 1
איור 1. ערכה של מנגנון תצהיר הליזר פעם.

איור 2
איור 2. נוף ציורי של תהליך ההדחה בואקום ובנוכחות של גזים אצילים ורגישים.

איור 3
איור 3. תמונות של פלומת הפלזמה בחמצן 2 Pa (משמאל) ובחמצן 160 אבא (מימין). ה היעד למרחק מצע הוא 50 מ"מ.

איור 4
איור 4. מזימה של אנשי קשר לארבע מדידות חשמל בדיקת נקודות (ואן דר Pauw).

איור 5
איור 5. ייצוג סכמטי של המדידה של גורם הייז (H); T הוא האור המועבר הכולל (קדימה ואור מועבר מפוזר) וS הוא הרכיב המפוזר.

איור 6
איור 6. לחצות SEM תמונות חתך של אזו סרטים הופקדו בחמצן 2 Pa (משמאל) וחמצן 160 אבא (מימין) למשך 30 דקות.

s/ftp_upload/50297/50297fig7.jpg "alt =" איור 7 "fo: תוכן רוחב =" 3.5in "fo: src =" / files/ftp_upload/50297/50297fig7highres.jpg "/>
איור 7. העברה אופטית (ערך ממוצע ב400 nm - 700 ננומטר טווח) ואובך גורם (למעלה) והתנגדות חשמלית (תחתון) כפונקציה של לחץ רקע חמצן.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

צורת פלומת הפלזמה היא קשורה קשר הדוק לתהליך אבלציה, במיוחד בנוכחות של גז; ניטור פלומת הפלזמה על ידי בדיקה חזותית חשוב לשלוט בתצהיר. בעת הפקדת תחמוצת מתכת על ידי ablating יעד תחמוצת, חמצן דרוש כדי לתמוך בהפסדי חמצן במהלך תהליך אבלציה. ברקע לחץ גז חמצן נמוך יותר, חומר המופקד עשוי להיות פנוי חמצן. השפעה זו היא מופחתת על ידי הגדלת לחץ הגז. כדי להפריד Stoichiometry מתערובות גז מורפולוגיה (כלומר ער: O 2 או הוא: O 2) ניתן להשתמש: גז אינרטי לכוון מורפולוגיה גז, תגובתי לכוון רכב והרכב. PLD בואקום או בלחץ גז רקע נמוך (בדרך כלל פחות מכמה אבא) בדרך כלל מוביל לתצהיר גבוה הקינטית אנרגיה של מין ablated (כלומר עד מאה eV / אטום). זה עלול לגרום להצטברות של המתח הפנימי, דבר שיכול להוביל לסרט delaminatiב. במקרה של אזו מצאנו כי הפצצת המצע עם יוני AR (צעד 4.4.1) שקדמו לתצהיר היא בסיסית, כדי למנוע בעיות מסוג זה. להיפך, delamination הוא לא בעיה עבור סרטי nanoporous עקב משטרי תצהיר האנרגיה הנמוכים יותר המתרחשים בלחצים גבוהים יותר גז ורקע הצמיחה המקבילה של מבנה סרט נקבובי פתוח.

המתודולוגיה המוצעת כאן יכולה לשמש למתכות אחרות ותחמוצות מתכת 24. אחד הפרמטרים הקריטיים ביותר, כאשר ablating בנוכחות גז רקע, הוא המיקום היחסי של המצע ביחס לאורך פלומת הפלזמה הגלויה. האורך הגלוי הפלומה, כפי שניתן למדוד מתמונות דיגיטליות, מתאים למרחק המרבי אליה הגיע בהלם לחזית במהלך התרחבות הפלזמה 25. תנאים ליצירת חזית הלם תלוי בחומר ablated, fluence ליזר וסוג גז ולחץ. הצורה הטיפוסית עם הפלומהקצה מוגדר היטב, כפי שניתן לראות למשל באיור 3 (מימין), הוא דוגמה להיווצרות חזית הלם. מורפולוגיות קומפקטיות יותר ניתן להשיג על ידי בחירת מרחק מצע ליעד קצר יותר מאורך הנוצה, ואילו סרטים פתוחים ונקבוביים יותר מתקבלים עם מרחק מצע ליעד ארוך יותר מאורך הפלומה 6.

הגבלות אפשריות הקשורים לאזור הדגימה המרבי. ללא תנועת מצע אזור המדגם הטיפוסי הוא עד 2 סנטימטר 2 סנטימטר. על ידי סיבוב מחוץ ציר נכון של בעל המצע, אזורי מדגם עד 4 סנטימטרים x 4 סנטימטר או 3 סנטימטרים X 3 סנטימטר עם אחידות טובה (וריאצית עובי בתוך 10%) ניתן לייצר 26. אחידות דומה הושגה באזו סרטים (10% כלומר ל1cmx1cm). תצהיר השיעור תלוי מאוד על הפרמטרים בתצהיר, במקרה הנוכחי בקצב הגידול של אזו עם בעל מצע מסתובב היה כ 14 ננומטר / דקות לסרטים קומפקטיים ו50 ננומטר /דקות לאלה נקבוביים. ערכים אלה קשורים לשיעור החזרת ליזר של 10 הרץ ויכולים להיות מוגבר על ידי סדר גודל אחד עם קצב 100 הרץ חזרה. התצהיר מתבצע בטמפרטורת חדר ואנחנו לא מקיימים אף חימום מצע. הודות לכך מגוון רחב של מצעים יכול לשמש, ובנוסף לסיליקון וזכוכית שהופקדו בהצלחת אזו על פלסטיק (tetrafluoroethylene אתילן כלומר, ETFE) 27. נוספת ביקורתיות פוטנציאל קשורה ליציבות המכאנית של מבני nanoporous. דגימות שהופקדו כ- צריכות להיות מנוהלת בזהירות תוך לקיחה בחשבון שהיציבות המכאנית פוחתת ככל שגדלה לחץ גז הרקע המשמש בתהליך PLD. במקרה של אזו, היציבות הנמוכה של סרטים הנקבוביים עשתה מגע נכון עם הבדיקות הקשות מאוד החשמל. באופן כללי, יציבות מכאנית ניתן לשפר על ידי טיפולים תרמיים חישול ב400-500 מעלות צלזיוס באוויר או בגזים אצילים withouלא באופן משמעותי לשנות את המורפולוגיה הכללית, כפי שמוצג הוא לאזו ו2 7,23 Tio.

לסיכום השיטה שלנו מאפשרת להפקיד שני סרטי אזו הקומפקטיים וnanoporous עם בקרה טובה של התכונות המבניות וצורניות. סרטים קומפקטיים להראות תכונות פעילות תחרותיות במונחים של שקיפות לאור הנראה, ומוליכות חשמלית. סרטי nanoporous המורכב במבנים מאורגנים באופן היררכי מננו למייקרו בקנה מידה, דמוי יער של עצים, מבטיח יכולת פיזור יעילה מאוד של אור האירוע (גורם אובך גבוה) ובכך פתח את האפשרות לפתח אלקטרודות עם פונקציונליות השמנת אור. המתודולוגיה המוצעת קשורה לא רק בתצהיר של אזו אבל יכולה להיות מיושמת גם על מתכות ותחמוצות אחרות. ניתן לשלב את המאפיינים של סרטים קומפקטיים ונקבוביים בסרטים רבים שכבתיים או מדורגים הולכים וגדל, על מנת לקבל מחצלת פונקציונלית מתרבהerial.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Pulsed Laser Continuum-Quantronix Powerlite 8010
Power meter Coherent FieldMaxII-TO
Ion Gun Mantis Dep RFMax60
Mass flow controller Mks 2179 °
Quartz Crystal Microbalance Infcon XTC/2
Background gas Rivoira-Praxair 5.0 oxygen
Target Kurt Lesker (made on request)
Isopropanol Sigma Aldrich 190764-2L
Source meter Keithley K2400
Magnet Kit Ecopia 0.55T-Kit
Spectrophotometer PerkinElmer Lambda 1050

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pulsed Laser Deposition of Thin Films. Chrisey, D. B., Hubler, G. K. , John Wiley & Sons. New York. (1994).
  2. Lowndes, D. H., Geohegan, D. B., Puretzky, A. A., Norton, D. P., Rouleau, C. M. Synthesis of novel thin-film materials by pulsed laser deposition. Science. 273, 898 (1996).
  3. Di Fonzo, F., Bailini, A., Russo, V., Baserga, A., Cattaneo, D., Beghi, M. G., Ossi, P. M., Casari, C. S., Li Bassi, A., Bottani, C. E. Synthesis and characterization of nanostructured tungsten and tungsten oxide films. Catalysis Today. 116, 69-73 (2006).
  4. Casari, C. S., Foglio, S., Passoni, M., Siviero, F., Bottani, C. E., Li Bassi, A. Energetic regimes and growth mechanisms of pulsed laser deposited Pd clusters on Au(111) investigated by in situ Scanning Tunneling Microscopy. Physical Review B. 84 (111), 155441 (2011).
  5. Cattaneo, D., Foglio, S., Casari, C. S., Li Bassi, A., Passoni, M., Bottani, C. E. Different W cluster deposition regimes in pulsed laser ablation observed by in situ Scanning Tunneling Microscopy. Surface Science. 601, 1892-1897 (2007).
  6. Bailini, A., Di Fonzo, F., Fusi, M., Casari, C. S., Li Bassi, A., Russo, V., Baserga, A., Bottani, C. E. Pulsed laser deposition of tungsten and tungsten oxide thin films with tailored structure at the nano- and mesoscale. Applied Surface Science. 253, 8130-8135 (2007).
  7. Fusi, M., Russo, V., Casari, C. S., Li Bassi, A., A,, Bottani, C. E. Titanium oxide nanostructured films by reactive pulsed laser deposition. Applied Surface Science. 255 (10), 5334-5337 (2009).
  8. Dellasega, D., Facibeni, A., Fonzo, F. D. i, Russo, V., Conti, C., Ducati, C., Casari, C. S., Li Bassi, A., Bottani, C. E. Nanostructured High Valence Silver Oxide Produced by Pulsed laser Deposition. Applied Surface Science. 255 (10), 5248-5251 (2009).
  9. Di Fonzo, F., Tonini, D., Li Bassi, A., Casari, C. S., Beghi, M. G., Bottani, C. E., Gastaldi, D., Vena, P., Contro, R. Growth regimes in pulsed laser deposition of alumina films. Applied Physics A. 93, 765-769 (2008).
  10. Bailini, A., Donati, F., Zamboni, M., Russo, V., Passoni, M., Casari, C. S., Li Bassi, A., Bottani, C. E. Pulsed Laser Deposition of Bi2Te3 Thermoelectric Films. Applied Surface Science. 254, 1249-1254 (2007).
  11. Baserga, A., Russo, V., Fonzo, F. D. i, Bailini, A., Cattaneo, D., Casari, C. S., Li Bassi, A., Bottani, C. E. Nanostructured Tungsten Oxide With Controlled Properties: Synthesis And Raman Characterization. Thin Solid Films. 515, 6465-6469 (2007).
  12. Dellasega, D., Facibeni, A., Di Fonzo, F., Bogana, M., Polissi, A., Conti, C., Ducati, C., Casari, C. S., Li Bassi, A., Bottani, C. E. Nanostructured Ag4O4 films with enhanced antibacterial activity. Nanotechnology. 19, 475602 (2008).
  13. Fonzo, F. D. i, Casari, C. S., Russo, V., Brunella, M. F., Li Bassi, A., Bottani, C. E. Hierarchically organized nanostructured TiO2 for photocatalysis applications. Nanotechnology. 20, 015604 (2009).
  14. Torta, F., Fusi, M., Casari, C. S., Bottani, C. E., Bachi, A. Titanium Dioxide Coated MALDI plate for on target Analysis of Phosphopeptides. Journal of Proteome Research. 8, 1932-1942 (2009).
  15. Ponzoni, A., Russo, V., Bailini, A., Casari, C. S., Ferroni, M., Li Bassi, A., Migliori, A., Morandi, V., Ortolani, L., Sberveglieri, G., Bottani, C. E. Structural And Gas-Sensing Characterization Of Tungsten Oxide Nanorods And Nanoparticles. Sensors & Actuators: B. Chemical B. 153, 340-346 (2011).
  16. Li Bassi, A., Bailini, A., Donati, F., Russo, V., Passoni, M., Mantegazza, A., Casari, C. S., Bottani, C. E. Thermoelectric properties of Bi-Te Films with controlled structure and morphology. Journal of Applied Physics. 105, 124307 (2009).
  17. Sauvage, F., Di Fonzo, F., Li Bassi, A., Casari, C. S., Russo, V., Divitini, G., Ducati, C., Bottani, C. E., Comte, P., Graetzel, M. Bio-inspired hierarchical TiO2 photo-anode for dye-sensitized solar cells. Nano Letters. 10, 2562-2567 (2010).
  18. Grankvist, C. G. Transparent conductors as solar energy materials: A panoramic review. Solar Energy Materials & Solar Cells. 91, 1529 (2007).
  19. Minami, T. Transparent conducting oxide semiconductors for transparent electrodes. Semicond. Sci. Technol. 20, S35 (2005).
  20. Fortunato, E., et al. Transparent Conducting Oxides for Photovoltaics. MRS Bulletin. 32, 242 (2007).
  21. Exarhos, G. J., et al. Discovery-based design of transparent conducting oxide films. Thin Solid Films. 515, 7025 (2007).
  22. Gondoni, P., Ghidelli, M., Fonzo, F. D. i, Russo, V., Bruno, P., Mart-Rujas, J., Bottani, C. E., Li Bassi, A., Casari, C. S. Structural and functional properties of Al:ZnO thin films grown by Pulsed Laser Deposition at room temperature. Thin Solid Films. 520, 4707-4711 (2012).
  23. Gondoni, P., Ghidelli, M., Fonzo, F. D. i, Carminati, M., Russo, V., Li Bassi, A., Casari, C. S. Structure-dependent optical and electrical transport properties of nanostructured Al-doped ZnO. Nanotechnology. 23, 365706 (2012).
  24. Casari, C. S., Li Bassi, A. Pulsed Laser Deposition of Nanostructured Oxides: from Clusters to Functional Films. Advances in Laser and Optics Research. Arkin, W. T. 7, Nova Science Publishers Inc. 65-100 (2012).
  25. Amoruso, S., Sambri, A., Vitiello, M., Wang, X. Plume expansion dynamics during laser ablation of manganates in oxygen atmosphere. Applied Surface Science. 252, 4712-4716 (2006).
  26. Uccello, A., Dellasega, D., Perissinotto, S., Lecis, N., Passoni, M. Nanostructured Rhodium Films for Advanced Mirrors Produced by Pulsed Laser Deposition. Journal of Nuclear Materials. , Accepted (2013).
  27. Gondoni, P., Ghidelli, M., Fonzo, F. D. i, Russo, V., Bruno, P., Martí-Rujas, J., Bottani, C. E., Li Bassi, A., Casari, C. S. Highly Performing Al:ZnO Thin Films grown by Pulsed Laser Deposition at Room Temperature. Nanoscience and Nanotechnology. , Accepted (2013).

Tags

מדע חומרים גיליון 72 פיסיקה ננוטכנולוגיה Nanoengineering תחמוצות סרטים דקים תאורית הסרט דקה בתצהיר ובצמיחה תצהיר ליזר פעם (PLD) תחמוצות שקופות לנהל (TCO) תחמוצות Nanostructured מאורגן באופן היררכי אל המסומם ZnO (אזו) סרטים יכולת פיזור אור משופרת גזים בתצהיר nanoporus חלקיקים ואן דר Pauw מיקרוסקופ אלקטרונים סורק SEM
ייצור של ננו מהונדס תחמוצות שקופות לנהל בתצהיר ליזר פעם
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gondoni, P., Ghidelli, M., Di Fonzo, More

Gondoni, P., Ghidelli, M., Di Fonzo, F., Li Bassi, A., Casari, C. S. Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition. J. Vis. Exp. (72), e50297, doi:10.3791/50297 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter