Summary
نقدم هنا بروتوكولا لتصنيع النانو الهجين/graphene60ج بالتبخير الحراري الفعلي. وبخاصة، تسمح التلاعب السليم بالترسب وظروف انلينغ السيطرة على خلق د 1 وشبه 1 ج هياكل60 على الجرافين متموج.
Abstract
المادية ترسب الحرارية في بيئة فراغ عالية طريقة نظيفة والسيطرة عليها لاختلاق رواية النانو الجزيئية في الجرافين. نقدم الطرق لإيداع ومعالجة سلبية ج60 الجزيئات في الجرافين متموج بالمضي قدما في السعي إلى تحقيق التطبيقات التي تشمل60ج د 1/graphene الهجين الهياكل. التقنيات المستخدمة في هذا المعرض تتجه نحو نظم فراغ عالية مع مجالات إعداد قادرة على دعم ترسب الجزيئية فضلا عن الصلب الحرارية للعينات. نحن نركز على ترسيب60 ج في الضغط المنخفض باستخدام خلية كنودسن محلية صنع متصلة بنظام الفحص المجهري (STM) نفق المسح ضوئي. وينظم عدد الجزيئات التي أودعت التحكم في درجة حرارة الخلية كنودسن ووقت الترسيب. يمكن إعداد أحادية البعد (1-د) ج60 سلسلة الهياكل مع عروض من اثنين إلى ثلاثة جزيئات عبر ضبط الشروط التجريبية. تنقل السطحية لجزيئات60 ج يزيد مع درجة حرارة انلينغ السماح لهم بالتحرك ضمن إمكانات الدوري الجرافين متموج. باستخدام هذه الآلية، من الممكن التحكم في الانتقال من60 ج د 1 سلسلة هياكل إلى بنية شريطية سداسية وثيق معبأة أو شبه-1 د.
Introduction
هذا البروتوكول يفسر كيفية إيداع والتعامل مع جزيئات60 ج في الجرافين مثل د 1 ود 1 شبه ج60 سلسلة هياكل يمكن أن تتحقق. ووضعت التقنيات في هذه التجربة لمعالجة الحاجة إلى دليل أدسورباتيس في تكوينات المرغوب فيه دون الاضطرار إلى الاعتماد على التلاعب اليدوي، وهو بطيء ويمكن أن تتطلب جهدا كبيرا. تعمل الإجراءات الموضحة هنا تعتمد على استخدام نظام الشفط عالية مع منطقة إعداد نموذج قادر على دعم الترسيب الجزيئي والصلب الحرارية للعينات. تحقيق الاستقرار والانتساب يستخدم لوصف العينات، ولكن يمكن تطبيق التقنيات الجزيئية القرار الأخرى.
تبخر الحرارية للجزيئات داخل خلية كنودسن طريقة فعالة ونظيفة لتحضير الأغشية الرقيقة. في هذا البروتوكول، يتم استخدام خلية كنودسن تتبخر جزيئات60 ج على الركازة الجرافين. هذا مبخر خلية كنودسن يتكون أساسا من أنبوب كوارتز، خيوط تدفئة والأسلاك الحرارية وفيدثروغس1،،من23. ويستخدم أنبوب الكوارتز لاستيعاب الجزيئات ويسخن خيوط التنغستن الجزيئات في الكوارتز الأنبوب من خلال تطبيقها الحالي الأسلاك الحرارية المستخدمة لقياس درجة الحرارة. في هذه التجارب، وأن معدل الترسيب يسيطر ضبط مصدر درجة الحرارة في الخلية كنودسن. الأسلاك الحرارية هي تعلق على الجدار الخارجي للأنبوب الكوارتز وذلك عادة قياس درجة حرارة الجدار الخارجي يختلف قليلاً عن درجة الحرارة داخل الخلية حيث يقع مصدر الجزيئية. للحصول على درجة حرارة الضبط في أنبوب الكوارتز، يمكننا إجراء المعايرة باستخدام اثنين من الأجهزة الحرارية لقياس درجات الحرارة داخل وخارج الأنبوب وسجلت الفرق في درجة الحرارة. بهذه الطريقة، نحن أكثر دقة مراقبة درجة حرارة المصدر أثناء تجارب تبخر الجزيئية باستخدام الأسلاك الحرارية المرفقة بالجزء الخارجي أنبوب الكوارتز. نظراً لأن كمية صغيرة من الجزيئات طحن ستكون في مرحلة غازية عند ضغط أقل، عندما يتم تبخر الجزيئات، عادة ما يكون هناك إجراء تغيير ضغط المرتبطة بها. ولذلك، نقوم بمراقبة تغيير الضغط في تأمين الحمولة بعناية.
يمكن استخدام هذا المبخر لإيداع مختلف مصادر جزيء مثل ج60، ج70، وكلوريد سوبفثالوسيانيني البورون، Ga وال زئبق4،5،6،،من78. بالمقارنة مع غيرها من تقنيات إعداد رقيقة، على سبيل المثال، تدور صب9،10،11، التبخر الحراري في الفراغ عالية أنظف بكثير وتنوعاً نظراً لوجود لا مذيب المطلوبة من أجل الترسب. وعلاوة على ذلك، يحسن عملية كبسولة قبل ترسب نقاء المصدر، إزالة الشوائب المحتملة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1-إعداد الخلية كنودسن محلية الصنع
-
إعداد مكونات الخلية كنودسن
- شراء CF شفة على أساس الطاقة فيدثرو (2.75 "قوات التحالف، 4 دبابيس الفولاذ المقاوم للصدأ). حفر ثقوب الخيوط اثنين عن طريق فيدثرو، في نقاط عبر بين قطر واحد 1.30 "خط وبه محيط.
- إعداد أنبوب زجاج (0.315 "خارج القطر (OD)، طول 2.50").
- شراء صفائح نحاسية رقيقة (99.9%) مع سمك 0.005 ". قص ورقة واحدة لإبعاد 7.5 "L x 5.0" ث باستخدام زوج من المقص، ثم حليقة أن كولومنيفورم جوفاء درع يبلغ قطرها 1.45 "باليد (الشكل 1a).
- إعداد نوع ك الحرارية (كرومل/الميل) يبلغ قطرها 0.005 "بقطع بطول 3" لاسلاك كرومل والميل. قشر طبقات عازل حوالي 0.5 "في الطول من كلا طرفي الأسلاك على حد سواء.
- قطع من 0.01 "قطر سلك تنغستن (99.95%) بطول حوالي 60". لفائف إلى شكل ربيع مع قطر 0.315 "بالالتفاف عليه محكم حول قضيب قطر الأنبوب الزجاج قابلة للمقارنة.
- شراء قطعة خزفية. إعداد قطعة cuboid مناسبة واحدة مع وجود ثقب في الوسط الذي يناسب البعد للزجاج (5 في الشكل 1b).
- قطع قطر قضبان الصلب القياسية الخيوط 0.10 "2 على طول 7" النطاقات والنشر مع آلة مخرطة.
- قطع سلك قطر نحاس 0.01 "لينة، طول تقريبي 30" استخدام مقص.
- إعداد 4 قضبان النحاس مجوفة قطرها OD 0.094 "بقطع قضبان الثلاثة إلى طول 2"، وقضيب واحد لمدة 4 "استخدام قاطع جانب.
-
تجميع هذه القطع في الخلية كنودسن
- قم بتنظيف جميع العناصر المشار إليها في الخطوة 1، 1 باستخدام الموجات فوق الصوتية التنظيف في 42 كيلو هرتز في الأسيتون لمدة 30 دقيقة.
- جبل 2 قضبان الصلب القياسية الخيوط في حفر ثقوب في شفة CF من فيدثرو السلطة.
ملاحظة: هي الثقوب الخيوط (7 في الشكل 1b). - تحميل الأسفل نصف قضبان النحاس أجوف 4 في الجزء العلوي من 4 دبابيس فيدثرو السلطة CF شفة بإدخال رقم pin في قضبان النحاس أجوف وإصلاحها بجانب قاطع (6 في الشكل 1b).
- جبل قطعة سيراميك في موقف مقاس 2.5 بوصة عالية من أسفل قضبان مترابطة مع الأسلاك النحاسية الناعمة.
ملاحظة: هذه القطعة سوف تدعم أنبوب الزجاج في الخطوة التالية (5 في الشكل 1b). - حرك الأنبوبة الزجاجية في ربيع التنغستن الكروشيه. الضغط على الجزء السفلي من أنبوب الزجاج في حفرة قطعة خزفية. استخدام الأسلاك النحاسية لينة لعقد قمة الأنبوب الزجاج إلى الحد الأعلى من قضبان الخيوط (3 و 4 في الشكل 1b).
- قبضة أعلى نهاية الربيع في قضبان النحاس أطول، تعرف بأنها ألف قبضة نهاية الجزء السفلي من فصل الربيع في أحد قضبان النحاس أقصر، ويعرف ب (A و B في الشكل 1b).
- تطور واحد مقشرة نهاية كل من كرومل والميل الأسلاك معا (2 في الشكل 1b).
- ضع نهاية مشتركة الملتوية بحيث أنه يلامس عن كثب الجزء السفلي الخارجي من أنبوب الزجاج. شل أنه مع مساعدة قطعة خزفية.
- قبضة سلك نهاية مقشرة أخرى تشروميل إلى واحدة من اليسار 2 أقصر النحاس القضبان، يعرف قبضة جيم مقشرة الطرف الآخر من السلك الوميل إلى قضيب النحاس أقصر الأيسر، ويعرف د (C و D في الشكل 1b).
- وضع درع الكروشيه كولومنيفورم جوفاء النحاس في فيدثروغ السلطة CF شفة (الشكل 1a).
2-تعد مصدر60 ج في الخلية كنودسن محلية الصنع
- تحميل مصدر60 ج في الخلية كنودسن محلية الصنع.
- تحميل حوالي 50 ملغم مسحوق60 ج (نقاوة 99.5%) في أنبوب الزجاج الخلية كنودسن محلية الصنع.
ملاحظة: الدقة ما بعدها 1 مغ كتلة المسحوق غير ضرورية. - تحميل الخلية كنودسن يعيدوه فرع واحد لتأمين الحمولة.
- تحميل حوالي 50 ملغم مسحوق60 ج (نقاوة 99.5%) في أنبوب الزجاج الخلية كنودسن محلية الصنع.
- مضخة قفل التحميل.
- قم بتشغيل المضخة لقفل التحميل. أولاً تشغيل صمام مياه للتبريد المضخة التوربينية، ثم قم بتشغيل المروحة لتبريد مضخة ميكانيكية. ثم قم بتشغيل المضخة الميكانيكية، وأخيراً قم بتشغيل المضخة التوربينية.
- التحقق من الضغط في قفل التحميل وانتظر حوالي 10 ح.
ملاحظة: يجب أن يكون الضغط عند مخرج المضخة التوربينية 6.0 x 10-2 [مبر]. - بدوره على مقياس أيون شنت في قفل التحميل إلى ضغط أقل (عادة أقل من 10-6 [مبر]).
- التحقق من الضغط في قفل التحميل: ينبغي أن يكون الضغط في نطاق 10-8 [مبر] بعد ضخ 10 ح.
- يصلب مصدر60 ج في الخلية كنودسن محلية الصنع.
- يصلب مصدر60 ج في الخلية كنودسن محلية الصنع تدريجيا (1.5 درجة مئوية/دقيقة) في 250 درجة مئوية ح 2 ولﻵﻻت عن طريق توصيل طاقة العرض على دبابيس اثنين من فيدثرو السلطة CF شفة، التي ترتبط في ربيع التنغستن الكروشيه.
- زيادة درجة الحرارة انلينغ إلى 300 درجة مئوية، وأعلى درجة حرارة الترسيب (270 درجة مئوية).
- يصلب في 300 درجة مئوية ح 0.5 لزيادة جليحه.
- انخفاض درجة الحرارة إلى 270 درجة مئوية للترسيب.
3-إعداد الجرافين الذرة نظيفة في قاعة اوهف
- نقل في الجرافين (على رقائق نحاسية) من دائري تخزين العينة إلى لوحة انلينغ في قاعة إعداد فراغ فائقة للنظام تحقيق الاستقرار والانتساب (مكان خاص لإعداد والصلب عينة تحت الفراغ فائقة).
- يصلب الركيزة الجرافين عند ضغط منخفض 10-10 [مبر] داخل الدائرة إعداد قاعدة تدريجيا زيادة درجة الحرارة إلى 400 درجة مئوية.
- انتظر ح 12 لإزالة الشوائب المتبقية على سطح الجرافين.
- انخفاض درجة الحرارة انلينغ للركيزة الجرافين تدريجيا إلى درجة حرارة الغرفة.
4-إيداع ج 60 على الركازة الجرافين باستخدام الخلية كنودسن محلية الصنع في قفل التحميل
- نقل الركازة الجرافين لقفل التحميل.
- ترتيب اللوحة في قاعة إعداد في وضع نقل. نقل الجرافين الذرة نظيفة لقفل التحميل ل الترسيب ج60، بعد أن الجرافين الذرة نظيفة وجيم60 مصدر جاهزة.
- فتح الصمام بين تأمين الحمولة وقاعة إعداد.
- نقل الركازة الجرافين من اللوحة في قاعة التحضير لقفل التحميل مع أداة لوادوت.
- وضع الوجه الركيزة الجرافين أسفل (ج60 يأتي من المصدر أدناه).
- إيداع ج60 على الركازة الجرافين.
ملاحظة: نقل جزيئات60 ج من الخلية كنودسن محلية الصنع إلى الركيزة الجرافين في 270 درجة مئوية.- انتظر 1 دقيقة بمعدل ترسيب 0.9 أحادي الطبقة/دقيقة.
- نقل العينة/graphene60ج مرة أخرى إلى إعداد الدائرة.
5-إعداد/Graphene 60 ج العينة التي تقاس في "الدائرة الرئيسية في تحقيق الاستقرار والانتساب"
- يصلب العينة/graphene60ج إلى 150 درجة مئوية بمعدل 3.1 درجة مئوية/دقيقة ح 2 في قاعة إعداد فراغ فائقة.
- مسح العينة/graphene60ج مع تحقيق الاستقرار والانتساب في الدائرة الرئيسية في تحقيق الاستقرار والانتساب.
- يصلب العينة/graphene60ج إلى 210 درجة مئوية بمعدل 3.1 درجة مئوية/دقيقة ح 2.
- مسح العينة/graphene60ج مع تحقيق الاستقرار والانتساب.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وبعد التبخر، هو تعتيق الجرافين مع ج المودعة حديثا60 في 150 درجة مئوية ح 2. توضح الصورة STM على نطاق واسع في الشكل 2 ألف مميزة أو شبه-1 د ج60 سلسلة بنية وجدت بعد هذه العملية انلينغ الأولية. توثيق تفتيش في الشكل 2b يكشف معلومات مفصلة من هذا الهيكل د 1، التي يمثل فيها كل نتوء كروي مشرق جزيء60 ج واحد واحد. عادة ما تحدث سلاسل د 1 أقرب سلاسل60 ج بيموليكولار وتريموليكولار متوسط ج60-ج60 مسافة 1.00 ± 0.01 نانومتر، مما يشير إلى أن ترتيب جزيئات60 ج في سداسية طريقة وجبات. يظهر التشكيل الجانبي خط في الشكل 2 (ج) المقابلة بخط أخضر متقطع في الشكل 2 الفصل الواضح بين سلاسل60 ج فيها الثانية والثالثة قمم في التشكيل الجانبي لأقرب جاره الجزيئات في سلاسل المتاخمة. وفقا للملاحظات، توجد السلاسل حصرا كصفوف بيموليكولار أو تريموليكولار مع سلاسل بيموليكولار التي تحدث مرتين بشكل متكرر مثل السلاسل تريموليكولار. كما لوحظ في تحقيق الاستقرار والانتساب الصور ذات الدقة العالية، يتم ترتيب السلاسل جيدا أما بطريقة 3-2-2 أو 2-3-2. قد تحدث بعض الوصلات ضمن سلسلة واحدة حيث يمكنك القفز قطعة تريموليكولار لترتيب بيموليكولار، أو العكس بالعكس.
نمو سلاسل60 ج د 1 شبه هو الناجم عن تحت الركيزة الجرافين. توضح الصورة الموحدة ذات الدقة العالية من الركازة الجرافين الذرة نظيفة (الشكل 1 ج) بنية متموج. يؤدي هذا التعديل الدوري خطية واضحة المعالم ج60 الجزيئات لتشكيل سلاسل شبه د-1. هو تعتيق العينة في وقت لاحق في 210 درجة مئوية ح 2 من أجل التحقيق في التأثيرات الحرارية على النانو 1 د/graphene60ج. الصلب عند درجة حرارة أعلى الزيادات تنقل السطحية من جزيئات60 ج، يسمح لهم بتجميع ذاتي إلى المدمجة أكثر، ووجبات إغلاق سداسية بنية شريطية شبه مد-1، كما هو مبين في الشكل 3 ألف. توجيه على طول نفس اتجاه سلاسل60 ج لهذه الهياكل ولوحظت بعرض يتراوح بين 3 و 8 جزيئات كل الشريط، كما هو مبين في الشكل 3 (ب). يكون المشارب الأكثر شيوعاً لعرض الصفوف60 ج الست، التي تحدث بنسبة 45 في المائة من الوقت، بينما المشارب 5-صف هيكل الشريط الثاني الأكثر احتمالاً. في هذا الهيكل، هناك هو أي مسافة تفصل بين المشارب المجاورة. فرقا واضحا من هيكل سلسلة60 ج ملدنة برفق من أن المشارب لا تتشكل على شرفة شقة واحدة، وإنما على مصاطب ضيقة متداخلة، سيظهر كخطوة تقريبا مستقيمة ومتوازية الحواف (الشكل 3، ج). صفين على الحدود لكل حافة خطوة، أحدهما في الشرفة العليا والآخر في الشرفة السفلي، تفترض ترتيب أكثر كثافة بالنسبة إلى بعضها البعض، لوجود تباعد صفوف بين أفقي فقط من 0.75 ± 0.01 نانومتر. يفترض أن يستوعب هذا الترتيب المصاطب الكامنة التي تشكلت بعد الصلب درجة حرارة أعلى. على أن ترأس الطائرات، جزيئات60 ج لا تزال تحتفظ بنمط إغلاق معبأة بنفس الصفة تباعد الجزيئات ج60-ج60. يبدو أن الصف60 ج قرب حافة خطوة في الشرفة العليا حول 0.5 Å أعلى من الصفوف ج60 أخرى في الشرفة نفسها؛ ومن المرجح نتيجة لمختلف البيئات الإلكترونية المحلية كما هو موضح في الشكل 3، ج. مشابهة لهيكل السلسلة السابقة، هناك تقاطعات للمجاورة المشارب. لمقارنة هذه الهياكل المختلفة اثنين بشكل أكثر انتظاما، نستخدم نماذج ثلاثية الأبعاد لتوضيح لهم. الشكل 4a ، ج هو رأي كبار والجانبية نموذج تخطيطي لسلاسل60 ج، على التوالي، مع جزيئات60 ج (مجالات أخضر داكن) والهيكل من الركازة الجرافين (مجالات الزرقاء الصغيرة). هنا، يتم تعريف الوحدة هيكل سلسلة ليكون خلية بيموليكولار (سلسلة بالإضافة إلى تباعد إينتيرتشين واحد) بالإضافة إلى خلية مجاورة تريموليكولار. النموذج الثلاثي الأبعاد يبين بوضوح حجم وحدة واحدة ك 5.08 ± 0.02 نانومتر. تباعد الفجوة الكبيرة (1.23 nm) بين السلاسل المجاورة هو المسمى في الشكل 4 أ، ج. يبين الشكل 4 باء،د نموذج التخطيطي 3D هيكل تخطيط الصف 6. تباعد الصفوف بين أضيق بين اثنين المشارب60 ج المجاورة هو 0.75 شمال البحر الأبيض المتوسط، كما وصفت في الشكل 4 باء، وأصغر من هيكل وثيق معبأة سداسية نموذجي. وقد هذه المشارب 6-صف نموذجي تواتر أفقي 5.08 ± 0.02 نانومتر، يساوي بالضبط تقريبا التباعد الأفقي لحجم هيكل سلسلة12وحدة.
الشكل 1 . محلية الصنع كنودسن الخلية والذرة حل الصورة الموحدة من الركازة الجرافين. () كنودسن محلية الصنع الخلية مع شركة شل النحاس. (ب) هيكل الخلية كنودسن محلية الصنع عرض المكونات الرئيسية داخل الصهريج النحاس مفصلة. 1 شفة CF، 2 هو الأسلاك الحرارية، 3 ث تدفئة خيوط، 4 أنبوب الزجاج، 5 قطعة سيراميك، 6 قضبان النحاس أجوف (أ، ب، ج، د)، ودعم 7 قضبان، 8 فيدثرو. (ج) حل الذرة تحقيق الاستقرار والانتساب الصورة الطبوغرافية ل سطح نظيف الجرافين12. تم تعديل الشكل 1 ج من12. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 . صور STM من ج60 سلاسل بعد الصلب في 150 درجة مئوية. () ج60 نماذج سلاسل د 1 أمر جيد على الجرافين على جداول أكبر بكثير من سلسلة فردية (Vs = 2.255 الخامس، أنا = 0.300 nA). (ب) القرار الجزيئية STM صورة النانو60 ج تبين حدوث سلاسل فقط بيموليكولار أو تريموليكولار. تباعد الجزيئات داخل سلسلة هو 1.0 شمال البحر الأبيض المتوسط، في حين أن المسافة بين مراكز الصفوف المتجاورة60 ج تنتمي إلى سلاسل المجاورة هو 1.23 شمال البحر الأبيض المتوسط، الذي أكبر بكثير من المسافة بين الصفوف من 0.87 شمال البحر الأبيض المتوسط في ختام وجبات ج60 هيكل (أنا = 0.500 نا، Vs = 1.950 الخامس). (ج) تشكيل جانبي خط عرض المسافة الجزيئات والفجوة بين السلاسل المجاورة على طول خط أخضر متقطع في (ب)12. وقد تم تعديل هذا الرقم من12. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 . إغلاق سداسية شبه ذاتية المجتمعون وجبات بنية شريطية60 ج د 1 على الجرافين بعد رفع درجة حرارة انلينغ إلى 210 درجة مئوية. () تحقيق الاستقرار والانتساب صورة عرض سداسية شبه إغلاق وجبات60 ج د 1 المشارب الموجه على طول نفس المحور (أنا = قدرة 0.200 نا، Vs = 2.200 الخامس). (ب) "تحقيق الاستقرار والانتساب الاستبانة" صورة60 ج د 1 المشارب (أنا = قدرة 0.200 نا، Vs = 2.400 الخامس). (ج) بخط الشخصية تظهر سداسية إغلاق المشارب د 160 ج معبأة في اثنين من المدرجات على طول خط أخضر متقطع في (ب)12. وقد تم تعديل هذا الرقم من12. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 . نماذج تخطيطية. نماذج التخطيطي لكلا سلاسل60 ج والمشارب التي تصور الجرافين كمجالات الأزرق أصغر حجماً والكامنة وجزيئات60 ج كالأخضر الداكن، مجالات ملء الفضاء. (، ج) العليا والجانبية لآراء سلاسل60 ج بيموليكولار وتريموليكولار الجرافين. (ب، د) آراء الأعلى والجانب من الشريط60 ج نموذجي مع عرض 6-الصف12. وقد تم تعديل هذا الرقم من12. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
الأساليب الموصوفة في هذا البروتوكول صممت للترسيب الحراري للمواد العضوية وغيرها من المواد العالية ضغط البخار. هذه التقنيات يمكن أن تكون متكاملة مع نظم فراغ الفائقة التي تحتوي على نموذج إعداد مناطق قادرة على دعم التبخر الجزيئية فضلا عن الصلب الحرارية. لهذه التجربة محددة يهدف إلى إيداع جزيئات60 ج على الركازة الجرافين والدراسة التجميع الذاتي من ج60 والتأثير الحراري.
الاستفادة الأسلوب أنه يوفر عينة السوبر نظيفة بالمقارنة مع أساليب إعداد رقيقة أخرى، مثل زيادة ونقصان طلاء. بالمقارنة مع التكنولوجيات الأكثر تعقيداً مثل ترسب البخار الكيميائي (الرسوم التعويضية)، هذا التبخر الحراري الفعلي أسهل بكثير لتحقيق وصالح لترسب ذرات وجزيئات مستقرة. تصوير القرار الذري والجزيئي ملزمون بمراعاة النانو الهجين/graphene60ج. يتم استخدام الوحدات التدريبية الموحدة في هذا المعرض. من المهم الحفاظ على نقاء الركيزة ومصدر60 ج في جميع أنحاء ترسب ولﻵﻻت والصلب قبل الموعد المحدد والحفاظ على فراغ عالية طوال العملية. الصلب بعد ترسب السليم أمر حاسم للحصول على النانو د 1 ود 1 شبه، كما يستغل هذا الأسلوب متغير طبيعة ج60 الحركة السطحية تحت ظروف حرارية مختلفة.
قياس تحقيق الاستقرار والانتساب يوضح أن العينة/graphene60ج توليفها بطريقة الترسيب الحراري البدني تنظيف الذرة. المساحة في تأمين تحميل صمم ليكون محدود جداً لتحقيق فراغاً فائقة في وقت قصير بدلاً من ذلك. يحتاج ترسب جزيء أن يكتمل في هذه مساحة صغيرة أن خلية كنودسن محلية صنع يصبح ضروريا. المبخر كنودسن محلية الصنع على الخلية هي التي شنت في قاعة قفل التحميل ويمكن خبز كل على حدة، وهي أيضا مفيدة لتغيير الجزيئات أو إعادة الملء مبخر12. أعلى درجة حرارة ترسيب لهذه الخلية كنودسن محلية الصنع 450 درجة مئوية، كما يحدده "فيدثرو CF شفة السلطة". من الأهمية بمكان ديغا مصدر60 ج في الخلية كنودسن محلية الصنع في 300 درجة مئوية لضمان نقاء ج60 عندما أودعت في 270 درجة مئوية. من المهم جداً أيضا يصلب الركيزة الجرافين قبل ترسب جزيء حيث أنها في حالتها أنظف في البداية من الترسب. يمكن أيضا أن يتحقق نظام ثنائي بإضافة محلية الصنع أكثر واحد كنودسن خلية مبخر على الجانب المعاكس من أول واحد.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدينا شيء الكشف عنها.
Acknowledgments
ويدعم "مكتب أبحاث الجيش الأمريكي" في إطار المنحة W911NF-15-1-0414 هذا العمل.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| CF Flanged power feedthrough | Kurt J. Lesker | EFT0042033 | |
| Copper sheets | Alfa Aesar | 7440-50-8 | |
| Thermocouple chromel/alumel wires | Omega Engineering | ST032034/ST080042 | |
| Tungsten wires | Alfa Aesar | 7440-33-7 | |
| Stainless steel rods | McMaster-Carr | 95412A868 | |
| Copper wires | McMaster-Carr | 8873K28 | |
| Hollow copper rods | McMaster-Carr | 7190K52 | |
| C60 | MER Corporation | MR6LP |
References
- Gutzler, R., Heckl, W. M., Lackinger, M. Combination of a Knudsen effusion cell with a quartz crystal microbalance: In situ measurement of molecular evaporation rates with a fully functional deposition source. Review of Scientific Instruments. 81, 015108 (2010).
- de Barros, A. L. F., et al. A simple experimental arrangement for measuring the vapour pressures and sublimation enthalpies by the Knudsen effusion method: Application to DNA and RNA bases. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment. 560, (2006).
- Shukla, A. K., et al. Versatile UHV compatible Knudsen type effusion cell. Review of Scientific Instruments. 75, 4467 (2004).
- Cho, J., et al. Structural and Electronic Decoupling of C60 from Epitaxial Graphene on SiC. Nano Letters. 12, 3018 (2012).
- Jung, M., et al. Atomically resolved orientational ordering of C60 molecules on epitaxial graphene on Cu(111). Nanoscale. 6 (111), 11835 (2014).
- Li, G., et al. Self-assembly of C60 monolayer on epitaxially grown, nanostructured graphene on Ru(0001) surface. Applied Physics Letters. 100 (0001), 013304 (2012).
- Lu, J., et al. Using the Graphene Moire Pattern for the Trapping of C60 and Homoepitaxy of Graphene. Acs Nano. 6, 944 (2012).
- Zhou, H. T., et al. Direct imaging of intrinsic molecular orbitals using two-dimensional, epitaxially-grown, nanostructured graphene for study of single molecule and interactions. Applied Physics Letters. 99, 153101 (2011).
- Belaish, I., et al. Spin Cast Thin-Films of Fullerenes and Fluorinated Fullerenes - Preparation and Characterization by X-Ray Reflectivity and Surface Diffuse-X-Ray Scattering. Journal of Applied Physics. 71, 5248 (1992).
- Bezmel'nitsyn, V. N., Eletskii, A. V., Okun', M. V. Fullerenes in solutions. Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 168, 1195 (1998).
- Ma, D. N., Sandoval, S., Muralidharan, K., Raghavan, S. Effect of surface preparation of copper on spin-coating driven self-assembly of fullerene molecules. Microelectronic Engineering. 170, 8 (2017).
- Chen, C. H., Zheng, H. S., Mills, A., Heflin, J. R., Tao, C. G. Temperature Evolution of Quasi-one-dimensional C60 Nanostructures on Rippled Graphene. Scientific Reports. 5, 14336 (2015).
