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Engineering

Precision Fresagem de Nanotubos de Carbono Florestas Usando Baixa Pressão Scanning Electron Microscopy

Published: February 5, 2017 doi: 10.3791/55149

Introduction

Os nanotubos de carbono (CNT) e grafeno são nanomateriais à base de carbono que têm atraído grande atenção devido à sua força superior, durabilidade, térmica e propriedades elétricas. usinagem de precisão de nanomateriais de carbono tornou-se um tema emergente de pesquisa e oferece o potencial para projetar e manipular esses materiais para uma variedade de aplicações de engenharia. Nanotubos de carbono de usinagem e grafeno requer precisão espacial nanoescala a primeira localizar uma área nanoescala de interesse e, em seguida, para eliminar selectivamente apenas o material no interior da área de interesse. Como um exemplo, considere a usinagem das florestas CNT orientados verticalmente (também conhecido como matrizes CNT). A secção transversal das florestas CNT pode ser definido com precisão por padronização litográfica de filmes de catalisador. A superfície de topo das florestas orientados verticalmente, no entanto, são frequentemente mal ordenados com uma altura não uniforme. Para aplicações sensíveis à superfície, tais como materiais de interface térmica, tele superfície irregular pode impedir o contacto de superfície ideal e reduzir o desempenho do dispositivo. corte de precisão da superfície irregular para criar uma superfície plana uniforme poderia oferecer um melhor desempenho, mais repetível, maximizando a área de contato disponíveis.

técnicas de usinagem de precisão para os nanomateriais com frequência não se assemelham tecnologias mecânicas macroescala convencionais de usinagem, tais como a perfuração, moagem e polimento por meio de ferramentas endurecido. Até à data, as técnicas que utilizam feixes energéticos têm sido mais bem sucedido no local seletivo moagem de nanomateriais de carbono. Essas técnicas incluem laser, feixe de elétrons, e focado ion feixe de irradiação (FIB). Destes, as técnicas de maquinagem a laser fornece a taxa mais rápida de remoção de material 1, 2; No entanto, o tamanho do ponto de sistemas de laser é da ordem de vários micra e é demasiado grande para isolar entidades à escala nanométrica, tais como um único carbono nsegmento anotube dentro de uma floresta densamente povoada. Por outro lado, os sistemas de feixe de electrões e iões de produzir um feixe que pode ser focado para um local que é de vários nanômetros ou menos de diâmetro.

sistemas FIB são projetados especificamente para a moagem em nanoescala e deposição de materiais. Esses sistemas utilizam um feixe de energia de íons metálicos gasosos (tipicamente de gálio) a gaguejar material de uma área selecionada. FIB moagem de nanotubos de carbono é viável, mas muitas vezes com subprodutos não intencionais, incluindo gálio e redeposição de carbono em regiões vizinhas da floresta 3, 4. Quando a técnica é usada para florestas CNT, as máscaras de material redepositada e / ou altera a morfologia da região de moagem selecionado, alterando a aparência nativa e do comportamento da floresta CNT. O gálio também podem implantar no CNT, proporcionando dopagem electrónico. Tais consequências muitas vezes fazem moagem baseado em FIB proibitivo para as florestas da CNT.

5, a energia electrónica produzida por TEM é suficiente para remover diretamente os átomos da rede CNT e induzir moagem altamente localizada. Os moinhos técnica CNT com potencialmente precisão sub-nanométrica 5, 6, 7; No entanto, o processo é muito lento - muitas vezes exigindo minutos para fresar um único CNT. Importante, as abordagens de fresagem à base de TEM requerem os nanotubos de carbono que primeiro ser removida de um substrato de crescimento e dispersas sobre uma grelha TEM para processamento. Como resultado, métodos com base em TEM geralmente não são compatíveis com a moagem CNT floresta em que o CNT tem de permanecer num substrato rígido.

Fresagem de CN florestas T fazendo a varredura microscópios eletrônicos (SEMs) também tem recebido atenção. Em contraste com as técnicas baseadas-MET, instrumentos de SEM são tipicamente incapazes de acelerar electrões com energia suficiente para transmitir a energia de arrastamento necessária para remover directamente átomos de carbono. Pelo contrário, técnicas baseadas em MEV utilizar um feixe de electrões, na presença de um oxidante gasoso de baixa pressão. O feixe de elétrons danos selectivamente a treliça CNT e pode dissociar o ambiente gasoso em espécies mais reativas, como H 2 O 2 e o radical hidroxila. O vapor de água e oxigênio são os gases mais comumente relatados para alcançar condicionamento área seletiva. Uma vez que as técnicas baseadas em MEV dependem de um processo químico de múltiplos passos, numerosas variáveis ​​de processamento pode influenciar a taxa de moagem e a precisão do processo. Foi previamente observado que o aumento da voltagem de aceleração e corrente de feixe aumenta directamente a taxa de moagem por causa de um aumento do fluxo de energia, como seria de esperar"xref"> 11. O efeito da pressão da câmara é menos evidente. Uma pressão muito baixa que é sofre de uma deficiência do agente de oxidação, diminuindo a taxa de moagem. Além disso, um excesso de abundância de espécies gasosas espalha o feixe de elétrons e diminui o fluxo de elétrons na região de fresagem, também diminuindo a taxa de remoção de material.

Para estimar a taxa de remoção de carbono, uma abordagem semelhante ao utilizado por Lassiter e cremalheira 12 foi empregado, em que elétrons interagem com moléculas precursoras perto da superfície para gerar espécies reactivas que o etch a superfície do substrato. A partir deste modelo, a taxa de corrosão é estimada como

Equação

onde N A é a concentração na superfície das espécies atacantes, Z é a concentração de locais de reacção da superfície disponíveis, x é um factor estequiometria relativa do ataque químico volátilprodutos gerados em relação aos reagentes, uma σ representa a probabilidade de gerar as espécies etching desejados a partir de uma colisão de vapor de água de electrões, e yE é o fluxo de electrões na superfície. Os factores de X e A σ são assumidos como sendo a unidade, enquanto Z é assumido como sendo quase constante, e significativamente maior do que o NA. Mais detalhes podem ser encontrados no nosso trabalho anterior. 11

Neste artigo, um procedimento é explorado que utiliza vapor de água de baixa pressão dentro de um SEM às regiões moinho que variam de nanotubos de carbono individuais para grande volume (dezenas de micrômetros cúbicos) de remoção de material. Aqui demonstramos a técnica utilizada para florestas CNT moinho usando um ESEM pelo uso de rectângulos, reduziu a área varrimentos das linhas horizontais, e A varredura do feixe de electrões controlados por software. software e hardware adicionais são necessários para a geração de padrões, conforme descrito na Lista de Materiais. A ênfase é colocada sobre a remoção relativaly grandes (100 dos mícrons cúbicos) de volume de material a partir de uma floresta CNT, então as seguintes condições de processamento são relativamente agressivo.

Ao manusear a amostra e a ponta da amostra, é importante usar luvas de borracha nitrílica descartáveis. Isso vai impedir que os óleos de ser transferido para o topo ou de amostra e, consequentemente, a deterioração da eficácia das bombas.

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Protocol

1. Preparação da Amostra CNT Floresta para fresagem

  1. CNT Síntese
    1. Depósito de 10 nm de óxido de alumínio (alumina) sobre uma pastilha de silício termicamente oxidado usando deposição de camadas atômicas 13 ou outros métodos de deposição de vapor físico.
    2. Depósito 1 nm de ferro sobre a camada de suporte de alumina por pulverização catódica 14 ou outro método de deposição de vapor físico.
    3. Sintetizar os nanotubos de carbono utilizando um processo estabelecido, tais como deposição de vapor químico térmico 15.
      1. Aquece-se uma 20 milímetros de diâmetro forno tubular a 750 ° C em 400 centímetros cúbicos padrão (sccm) de fluxo de hélio e 100 sccm de hidrogénio. Introduzir 100 sccm de etileno como um gás hidrocarboneto de alimentação para uma taxa de crescimento de aproximadamente 50 mm / min.
  2. SEM Preparação
    1. Aplique a fita de carbono a um 1/2 "de diâmetro SEM stub padrão. Se a inclinação do i estágios exigido, se sobrepõem a região da amostra floresta CNT para ser moído através da borda do topo. Se A varredura de feixe de electrões controlados por software será utilizada no procedimento de moagem, fixar a amostra CNT de uma litografia de feixe de electrões de montagem de um modo semelhante.
    2. Se moagem da seção transversal CNT, garantir o stub a um detentor de 45 ° stub com um parafuso de ajuste.
    3. Ventilar o ESEM, selecionando o ícone "expelidos" do software de controle ESEM.
    4. Abra a porta do palco ESEM, e segura a ponta para o palco SEM com um parafuso de ajuste.
    5. Feche a câmara de SEM e selecione "alto vácuo" no software de controle ESEM.
    6. Enquanto a câmara ESEM está bombeando, selecione os parâmetros do feixe de elétrons de 5 kV e tamanho de ponto de 3,0 usando a guia de controle do feixe dentro do software de controle.
    7. Selecione o detector de electrões secundário, selecionando Detectores | ETD (SE) no software de controle ESEM.
    8. Selecione o ícone "Feixe On" no software de controle.O feixe pode ser activada somente uma vez que o vácuo da câmara é inferior a 10 -4 Torr. Use manuais SEM botões de controle de foco para focar a amostra.
    9. Incline a amostra a 45 ° usando botão de controle de fase inclinação manual ou introduzindo 45 ° no campo "Tilt" no separador "Coordenadas" do software ESEM. Concentre-se no mais alto amostra. Vincular a distância focal para a distância de trabalho, selecionando Stage | Fazer a ligação Z para FWD no menu de software ESEM. Entrada de 7 mm no campo "Z" na guia "Coordenadas" dentro do software de controle.
    10. Ajustar o foco, stigmation, brilho e contraste usando os botões de controle manual para resolver uma imagem bem focada.
  3. Ajuste feixe no modo de alto vácuo
    1. Localize uma região de moagem usando controles de navegação. Dê um duplo clique no modo de exibição de imagem SEM ou girando manualmente os x e controle y botões do controle do estágio de SEM para navegar.
    2. Navegar para um l adjacenteocation aproximadamente 100 um de distância da região de moagem.
    3. Consultar a Figura 1 para estimar a taxa de remoção de material da floresta CNT como uma função da pressão, a tensão de aceleração, o tempo de permanência por pixel, e a corrente do feixe.
    4. Ajuste a voltagem de aceleração de 30 kV e tamanho de ponto para 5,0 usando o software de controle ESEM. Ajuste o foco da imagem, brilho e contraste usando os botões de controle ESEM. Para fresamento à escala nanométrica de nanotubos de carbono individuais ou poucas, selecione 5 kV e tamanho de ponto de 3.0.
    5. Seleccionar uma abertura 1 milímetro por ajuste de abertura manual. Ajustar o foco, stigmation, brilho e contraste para obter uma imagem bem resolvido, como anteriormente descrito.
    6. Diminuir a ampliação para <1000X.
  4. Configuração SEM em Baixa Pressão de Vapor de Água
    1. Selecione uma pressão de 11 Pa na caixa suspensa software de controle.
    2. Selecione o modo "Low Pressure" nas configurações de "vazio" no softwa ESEMre introduzir vapor de água.
    3. Selecione "Feixe On" no software de controle sobre estabilização da pressão. Selecione um tempo de permanência de <10 ms e uma resolução de 1.024 x 884 nas caixas drop-down do software de controle.
    4. Ajustar o brilho da imagem, contraste, foco e stigmation como anteriormente detalhado.
    5. Navegue até a região de moagem desejado. Gire a orientação da imagem, selecionando Digitalizar | Digitalizar rotação no software de controle, se necessário. Escolha um ângulo de rotação adequado que se alinha com a orientação varredura vertical e horizontal nativa do SEM.
    6. Para moagem tamanhos característicos da ordem de 1 mícron, selecione uma ampliação de 40,000X. Selecione uma ampliação de 20,000X às características do moinho com dimensões de até 5 mm.
    7. Pause o feixe de elétrons, selecionando o "ícone". Uma imagem da floresta CNT será exibido e pode ser usado para selecionar regiões de moagem área reduzida enquanto o feixe está em pausa. </ Li>

2. CNT Floresta Milling

  1. Instruções para a CNT moagem floresta usando uma rectangular área selecionada
    1. Escolha a ferramenta 'reduziu a área' no software de controle, ou selecione Scan-reduziu a área no menu de software. Estender um rectângulo área reduzida sobre a área a ser branqueado.
    2. Ajuste a resolução da imagem para 2048 x 1768. Aumentar o tempo de permanência de 2 ms. Se 2 ms não está disponível, navegue para a digitalização | Preferências e selecione a guia "Scanning". Seleccione um tempo de verificação existente e digite "ms 2.0" no campo "Dwell Time". Clique em "OK" para fechar o menu.
    3. Selecione o ícone "" no software de controle para ativar o feixe de elétrons.
    4. Seleccionar o ícone "" 'de modo a que as miras feixe sobre a área seleccionada uma hora. Seleccionar o ícone imediatamente após o passo 2.1.3. A duração da verificação depende do tamanho do seleccionadoárea, resolução e tempo de permanência e pode ser aproximada pela multiplicação do número de pixels dentro da área de digitalização e o tempo de permanência por pixel.
    5. Diminuir a ampliação para <1000X uma vez que o feixe foi concluída A varredura da área selecionada. Reverter para os parâmetros utilizados na etapa 1.3, incluindo alto vácuo. Selecione "Feixe On" para envolver o feixe.
  2. Instruções para a CNT moagem floresta ao longo de uma linha horizontal
    1. Seleccione a função de varrimento linha navegando até Digitalizar | Linha no software de controle. A largura da linha é determinada pelo tamanho do próprio feixe de electrões. Ajuste a resolução da imagem para 2048 x 1768 a partir da caixa suspensa o software de controle. Aumentar o tempo de permanência de 2 ms, conforme detalhado na etapa 2.1.2.
    2. Usando a imagem ainda adquiridos antes de parar o feixe de elétrons, coloque a linha sobre a área a ser moído.
    3. Selecione o ícone videoscope ou navegar para o menu Digitalizar e selecione "Videoscope." Usando o vferramenta ideoscope fornece feedback em relação a quando uma verificação de linha está totalmente concluída.
    4. Selecione a opção "" 'ícone para fazer a varredura por feixe de elétrons em toda a largura da linha.
    5. Selecione a opção "" 'ícone para em branco o feixe de elétrons.
  3. Instruções para a moagem CNT Floresta usando controlado por software A varredura por feixe de elétrons
    1. Geração Pattern
      1. Projetar um padrão de moagem de interesse usando um pacote de software CAD, como AutoCAD.
      2. Usando o software "Pattern Nanometer Generation System" (NPGS), importe o arquivo padrão de CAD.
      3. Converter as formas de recursos sólidos por seleccionadas "polígonos sólidos" no software NPGS.
      4. Salve o desenho como um arquivo '.dc2' em uma pasta de projeto designado de NPGS.
      5. Usando NPGS, navegue até a pasta do projeto que contém o arquivo ".dc2". Direito, selecione o arquivo ".dc2" e selecione "Executar Arquivo Editarou "para converter o desenho de código NPGS parâmetros típicos usados ​​para padrão florestas CNT em condições dadas são como listados a seguir.:
        distância de centro a centro = 5 nm
        Espaçamento entre linhas = 5 nm
        Ampliação = 10.000 vezes
        Desejado feixe atual = 26
        Linha dose = 100 NC / cm
    2. Electron Beam Milling usando NPGS Litografia Software
    3. Selecione a opção "Modo NPGS" no botão de software NPGS para dar o controle do SEM para NPGS.
    4. Realce o arquivo padrão e selecione "Processo Executar arquivo" em NPGS para iniciar a moagem.
    5. Selecione "Modo SEM" no software NPGS quando padronização está terminado. Selecione "High Vacuum" no software de controle ESEM.
    6. Selecione "Feixe On" para inspecionar a região moída. Use condições detalhadas na etapa 1.3.

3. Remoção Amostra

  1. Ventilar a câmara, selecionando "desabafar" no software de controle ESEM.
  2. Abra a porta ESEM. Retire a ponta, soltando o parafuso de ajuste.
  3. Feche a porta da câmara. Selecione "High Vacuum" no software de controle.

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Representative Results

A técnica ESEM foi usada para moer uma floresta CNT sintetizados utilizando térmica DCV 15, 16. Remoção área seleccionada de uns poucos de nanotubos de carbono dentro de uma floresta é mostrado na Figura 2 11. Para esta demonstração, incluem parâmetros de 5 kV, o tamanho do ponto de 3, 11 Pa, 170,000X ampliação, 2 ms o tempo de paragem, e uma abertura de malha de 30 um.

Para demonstrar uma remoção área em maior escala, a superfície superior de uma floresta micropillar CNT foi seleccionado para a moagem. condições SEM são selecionados para, grande área de remoção rápida CNT floresta. Nomeadamente, estas condições incluem uma ampliação de 20,000X, uma pressão de 11 Pa, a tensão de aceleração de 30 kV, o tamanho do ponto de 5, tempo de permanência de 2 ms, e uma configuração de abertura de 1 mm. Uma caixa de área reduzida é escolhida de tal modo que a superfície superior irregular a ser removido está fechado dentro do seleccionadoárea. Micrografias do pilar floresta CNT são mostrados na Figura 3 antes e depois do processo de moagem selectiva área. A linha vermelha na figura representa o limite da caixa de reduzida área utilizada para a moagem inferior.

geometrias não-retangulares conseguido usando controlado por software A varredura por feixe de elétrons e um período relativamente curto de 20 mm de altura floresta CNT. Como mostrado na Figura 4, um círculo de 15 um de diâmetro foi maquinada para uma floresta CNT. Para esta demonstração, a floresta CNT foi moída paralela à direcção de crescimento CNT (normal ao substrato). Parâmetros de fresagem utilizados para esta demonstração incluem uma ampliação de 10.000 vezes, uma pressão de 11 Pa, a tensão de aceleração de 30 kV, o tamanho do ponto de 5, tempo de permanência de 2 ms, e ajuste de abertura de 1 mm. A Figura 4 mostra que o processo completamente moída os nanotubos de carbono para o substrato de silício de base.

ithin-page = "1"> figura 1
Figura 1: remoção de material Variação. taxa de remoção de material (MRR) variação. Micrografias demonstram o MRR no sentido transversal (a) por variação da pressão de funcionamento a partir de 133, 66, 33, 66, e 11 Pa (de cima para baixo) e (b) no sentido do eixo de corte direcção através da variação do tempo de permanência de 3, 2 , 1, e 0,5 ms / pixel (esquerda para a direita). O MRR é representada graficamente como uma função de alterações incrementais de pressão, à voltagem de aceleração, a corrente de feixe, e o tempo de paragem no (c) transversal e (d) corte axial instruções. O MRR como uma função da dose de electrões varia quase linearmente tanto no (e) transversal e (f) a orientação de fresagem axial. Este valor é reproduzido com permissão de referência 11.9 / 55149fig1large.jpg "target =" _ blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2
Figura 2: Fresagem de Individual nanotubos de carbono. Micrografia SEM mostrando os nanotubos de carbono individuais a partir de uma floresta seleccionado para a moagem local (a) antes e (b) após a moagem. Este valor é reproduzido com permissão de referência 11. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3
Figura 3: Moagem de uma floresta CNT. A 10 um pilar ampla CNT florestal (a) antes e (b) após a moagem área selectiva utilizando moagem baseado no ESEM. condições de moagem incluem ampliação de 20,000X, uma pressão de 11 Pa, a tensão de aceleração de 30 kV, o tamanho do ponto de 5, tempo de permanência de 2 ms por pixel, e 30 uM de abertura. A linha vermelha na figura representa o limite inferior do rectângulo área selectivo usado no processo de moagem. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4
Figura 4: Milling modelado da CNT Forest. A varredura por feixe de elétrons controlado por software é usado para definir e moinho de um círculo de 15 mm de diâmetro em uma floresta CNT. Nesta configuração, o sentido de fresamento foi paralela à direção de crescimento CNT do queP superfície do substrato subjacente. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5
Figura 5: carbono depositado após trituração. micrografias que mostram o acabamento da superfície da ESEM moída florestas CNT. (A) A superfície de topo de uma floresta CNT mostra a variação de superfície entre as regiões moídos e tal como sintetizada. (B) ampliações maiores revelam que alguns depósitos de carbono amorfo são deixados para trás durante o processo de corte. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

O protocolo detalhes as melhores práticas para moagem relativamente grande (escala micron) apresenta em florestas da CNT. Em geral, a taxa de remoção de material pode ser reduzido através da redução da voltagem de aceleração, tamanho do ponto, e o diâmetro da abertura. Para aparar uma CNT específico dentro de uma floresta, sob as condições recomendadas incluem 5 kV, um tamanho de mancha de 3, e de uma abertura que é de 50 fim ou menos de diâmetro. Note-se que a técnica de moagem usando rectângulos área reduzida é detalhado tal que o feixe de electrões Rasters região delimitada apenas uma vez. A área reduzida pode ser verificado várias vezes se profundidade de corte adicional é desejado; no entanto, que ilustram uma única varredura pela simplicidade. Notamos que o feixe de elétrons prolongado tempo de permanência, alta corrente e tensão alta aceleração representam condições que são frequentemente evitadas para a imagem latente de materiais à base de carbono; No entanto, estes parâmetros agressivas em um ambiente de vapor de água de baixa pressão são fundamentais para a realização de moagem em grande escala. Pelether, notamos que as condições de imagens semelhantes na ausência de baixa pressão resultados de vapor de água em pouco dano CNT.

O método de moagem baseado em ESEM descrito neste trabalho é um método de usinagem minimamente perturbador que preserva vizinha morfologia estrutural CNT floresta. A técnica é passível de remoção de características em nano-escala tais como segmentos de nanotubos de carbono individuais e também para a remoção de regiões que abrangem diversos microns. Nós demonstramos a técnica usando retângulos reduziu a área, linhas e padrões arbitrários usando controlado por software A varredura por feixe de elétrons. Embora a técnica é relativamente limpo em comparação com moagem à base de FIB, pequenas quantidades de resíduo de carbono sobre as superfícies fresadas. A pesquisa atual está se dirigindo avenidas para reduzir este resíduo. Além disso, as taxas de remoção de material mostrado na Figura 1 foram obtidos para uma floresta CNT com os nanotubos de carbono que caracterizam um diâmetro exterior e interior média de 10 e de 7 nm, respectivamente. taxa de remoção de materials são esperados para ser uma função da densidade CNT, diâmetro CNT CNT e alinhamento. Figura 1 deve ser consultado como um guia, reconhecendo que a taxa de remoção de material indicado é específico para essa morfologia floresta CNT. Embora se preveja que as tendências quantitativa representada na figura para segurar para todas as florestas CNT, Alguma experimentação pode ser necessária para localizar os parâmetros óptimos para um sistema de material diferente.

Embora a metodologia de usinagem ESEM é demonstrada usando florestas CNT, que é igualmente aplicável para grafeno e outros materiais à base de carbono. A técnica não requer a delaminação da floresta CNT para processamento e não introduz elementos pesados ​​externos que podem alterar significativamente a morfologia floresta CNT circundante. O procedimento pode ser utilizado para inspeccionar CNT floresta morfologia interna, e talvez para a produção de 3-D Grades de estruturas para prototipagem microescala que podem ser funcionalmente revestido (com alumina para maiorrigidez 17, 18, por exemplo).

A técnica é actualmente a ser utilizados para examinar a morfologia estrutural interna de florestas CNT. Porque morfologia estrutural está intimamente ligada com propriedades funcionais 16, 19, 20, 21, 22, caracterização da morfologia da floresta CNT no espaço tridimensional pode fornecer informações adicionais sobre as que regem as relações estrutura-propriedade. Com a capacidade de precisamente moinho em uma floresta e observar as interações de nanotubos internos, CNT modelagem síntese floresta e modelos analíticos pode ser sintonizado e validado.

A ênfase da técnica de moagem ESEM até à data tem sido dirigida para a remoção de material rápida, com menos foco em condições de otimização para reduzir o residresíduo de carbono ual. Uma direcção futuro é o de explorar o mecanismo de deposição de carbono amorfo na vizinhança imediata das superfícies de corte quando grandes volumes de materiais são removidos, como mostrado na Figura 5. Com um amplo espaço de parâmetros disponíveis para exploração, incluindo a composição do meio de gás, a pressão de vapor, voltagem de aceleração, a corrente de sonda, e condições A varredura feixe de electrões, a limpeza de superfície melhorada pode ser conseguida.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
100 mm diameter silicon wafer with 1 micron thermal oxide University Wafer Beginning substrate
Iron sputter target Kurt J. Lesker EJTFEXX351A2 Sputter target 
Savannah 200 Cambridge For atomic layer deposition of alumina
Quanta 600F Environmental SEM FEI Environmental scanning electron microscope used to support a low-pressure water vapor ambient environment for CNT forest milling
xT Microscope Control software FEI 4.1.7 Control software used on Quanta 600F ESEM
Nanometer Pattern Generation System - Software JC Nabity Lithography Systems Version 9 Software used for electron-beam lithography
Dedicated computer with PCI516 Lithography board Equipment used for electron-beam lithography
DesignCAD software V 21.2 Optional equipment used to generate patterns for electron-beam lithography
E-beam lithography mount Ted Pella 16405 Electron beam lithography mount with a Faraday cup and gold nanoparticles on carbon tape
Picoammeter Keithley 6485 Used with the Faraday cup to quantify beam current
12.7 mm diameter SEM stub Ted Pella 16111 SEM stub
45 degree pin stub holder Ted Pella 15329 Optional equipment used to mill the cross section of a CNT forest

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Precision Fresagem de Nanotubos de Carbono Florestas Usando Baixa Pressão Scanning Electron Microscopy
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Brown, J., Davis, B. F., Maschmann,More

Brown, J., Davis, B. F., Maschmann, M. R. Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy. J. Vis. Exp. (120), e55149, doi:10.3791/55149 (2017).

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