Fabrication de tridimensionnelles polyedres axée sur le graphène via Origami-Like se pliant

Résumé

Nous présentons ici un protocole pour la fabrication de 3D basé sur le graphène polyedres via origami-comme se pliant.

Résumé

L’assemblage de deux dimensions (2D) graphène dans les structures polyédriques tridimensionnelles (3D) tout en conservant d’excellentes propriétés inhérentes du graphène a été d’un grand intérêt pour le développement d’applications smart device roman. Ici, fabrication de 3D, a petite Echelle, creusent les polyèdres (cubes), composé de plusieurs couches de graphène 2D ou graphène oxyde feuilles via un processus autonome pliage origami-like est décrite. Cette méthode implique l’utilisation de cadres de polymère et charnières et des couches de protection en oxyde d’aluminium/chrome qui réduisent la résistance à la traction, spatiales, des contraintes de tension superficielle sur les membranes axée sur le graphène lorsque les filets 2D sont transforment en cubes 3D. Le procédé offre le contrôle de la taille et la forme de la structures ainsi que la production parallèle. En outre, cette approche permet la création de modifications de surface en métal sur chaque face des cubes 3D le patterning. Études de spectroscopie de Raman montrent que la méthode permet la préservation des propriétés intrinsèques des membranes axée sur le graphène, ce qui démontre la solidité de notre méthode.

Introduction

Deux dimensions (2D) graphène feuilles possèdent des propriétés optiques, électroniques et mécaniques extraordinaires, ce qui les rend de modéliser des systèmes pour l’observation des phénomènes quantiques roman pour génération électronique, optoélectronique, électrochimique, les applications biomédicales et électromécanique^1,2,3,4,5,6. En dehors de la production 2D structure en couches de graphène, récemment, diverses approches de modification ont été étudiés pour respect....

Protocole

ATTENTION : Plusieurs des produits chimiques utilisés dans ces synthèses sont toxiques et peuvent causer des irritations et des dommages graves organes quand ils sont touchés ou inhalé. S’il vous plaît utiliser l’équipement de sécurité approprié et porter des équipements de protection individuelle lors de la manipulation de produits chimiques.

1. préparation de l’oxyde d’aluminium et de chrome Protection couches sur une couche sacrificielle cuivre

1. À l’aide d’un évaporateur à faisceau d’électrons, dépôt de 10 nm épais chrome (Cr) et 300 nm en cuivre (Cu) couches épaisses (couche sacrificielle) sur le substrat de silicium (Si) (

Résultats

Figure 2 affiche les images optiques les procédés lithographiques du graphène 2D et GO nets structures et processus de pliage automatique subséquent. Le processus de pliage automatique est surveillé en temps réel via un microscope de haute résolution. Les deux types de 3D cubes axée sur le graphène sont pliées à ~ 80 ° C. Figure 3 présente les séquences capturées vidéo montrant le pliage automatique de 3D cubes axée sur .......

Discussion

Pour les glaçons fabriqués avec graphène CVD, car chaque face d’un cube donné est doté d’un cadre extérieur entourant une zone de² ~ 160 × 160 µm de graphène autoportantes, une seule feuille de graphène monocouche n’a pas la force nécessaire pour permettre traitement parallèle des cubes. Pour cette raison, membranes de graphène constituée de trois couches de monocouche de graphène CVD feuilles sont produites via trois transferts de graphène distinct à l’aide de multiples étapes de revêtement/éliminati.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Acétone	Fisher Chemical	A18P-4	N/A
Oxyde d’aluminium	Kurt J. Lesker Company	EVMALO-1-2.5	pur à 99,99 %
Gravure 100	Transene Company, Inc.	N/A	N/A
Appareil photo (pour l’image 3D)	Nikon	D5100	1080p Full HD, Pixels effectifs : 16,2 millions, Taille du capteur : 23,6 mm x 15,6 mm
CE-5 M Masque au chrome Etchant	Transene Company, Inc.	N/A	N/A
Système de croissance par dépôt chimique (CVD)	Personnalisé	N/A	Lindberg/Blue Four tubulaire
chrome	Kurt J. Lesker Company	EVMCR35J	pur à 99,95 %
473	Transene Company, Inc.	N/A	N/A
Cuivre	Kurt J. Lesker Company	EVMCU40QXQJ	99,99
Révélateur-1 (développeur MF319)	Microposit	10018042	N/A
Développeur-2 (développeur AZ)	Merck performance Materials Corp.	1005422496	N/A
Developer-3 (développeur SU-8)	MicroChem	NC9901158	N/A
Plaque chauffante numérique	Thermo Scientific	HP131725	série Super-Nuvoa, température maximale : 370 ° ; C
E-Beam système d’évaporation	Rocky Mountain Vacuum Tech.	N/A	RME-2000
Oxyde de graphène	Goographène	N/A	Pureté : ~ 99 % ; Rapport monocouche : ~99 % ;   ; 0,7 à 1,2 nm d’épaisseur.
Alcool isopropylique	Fisher Chemical	A416-4	N/A
Aligneur de masque	Midas	MDA-400LJ	N/A
Microscope	Omax	NJF-120A	N/A
polyméthacrylate de méthyle multiple (PMMA)	MicroChem	950 PMMA A9	N/A
Plasma d’oxygène  ;	Technics Inc.	SÉRIE 800	Gravure ionique réactive à l’échelle microscopique (RIE)
Photoresist-1 (S1813 Photoresist)	Microposit	10018348	N/A
Photoresist-2 (SPR220 Photoresist)	MicroChem	SPR00220-7G	N/A
Photoresist-3 (SU-8 Photoresist)	MicroChem	SU-8-2010	N/A
Profilometer	Tencor Instruments	N/A	Alpha-Step 200
Raman	WITec Instruments Corp.	Alpha300R	Microscope Raman confocal
Plaquette de silicium	Siltronic AG	N/A	100mm de diamètre, type N, polissage unilatéral, résivité : 560-840 &Omega ; et taureau ; cm
Spinner	Meilleurs outils	S0114031123	SMART COATER 100
Titane	Kurt J. Lesker Company	EVMTI45QXQA	pur à 99,99 %
	Crest Ultrasonics	N/A	Série Powersonic

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