Wachstum von Gold Dendritic Nanoforests auf Titannitus Nitrium beschichtetem Silizium-Substrat
Summary
Diese Studie stellt ein praktikables Verfahren zur Synthese von goldendritischen Nanowäldern auf Titannitride/Siliziumsubstraten vor. Die Dicke der golddendritischen Nanowälder steigt linear innerhalb von 15 Minuten einer Synthesereaktion.
Abstract
In dieser Studie wird ein hochleistungsfähiges Impulsmagnetron-Sputtersystem verwendet, um eine flache und feste Titannitridfolie (TiN) auf Silizium-Wafern (Si) zu beschichten, und eine fluoridgestützte galvanische Ersatzreaktion (FAGRR) wird für die schnelle und einfache Ablagerung von Gold eingesetzt. Dendritische Nanowälder (Au DNFs) auf den TiN/Si-Substraten. Die Scanning-Elektronenmikroskopie (SEM) Bilder und energiesparende Röntgenspektroskopie-Muster von TiN/Si und Au DNFs/TiN/Si Proben bestätigen, dass der Syntheseprozess genau gesteuert wird. Unter den Reaktionsbedingungen in dieser Studie steigt die Dicke der Au DNFs linear auf 5,10 ± 0,20 μm innerhalb von 15 Minuten der Reaktion an. Daher ist das verwendete Syntheseverfahren ein einfacher und schneller Ansatz für die Vorbereitung von Au DNFs/TiN/TiTiTiTi-Verbundwerkstoffen.
Introduction
Gold-Nanopartikel haben charakteristische optische Eigenschaften und lokalisierte Oberflächenplasmonresonanzen (LSPRs), je nach Größe und Form der Nanopartikel 1,2,3,4. Darüber hinaus können Gold-Nanopartikel die plasmonischen photokatalytischen Reaktionen deutlich verbessern 5. Dendritische Nanowälder, die mit Goldnanopartikeln gestapelt sind, haben aufgrund ihrer bemerkenswerten spezifischen Oberflächen und der robusten LSPR-Erweiterung6,7, 8, 9 großeAufmerksamkeit erhalten. ,10,11,12, 13.
TiN ist ein extrem hartes Keramikmaterial und verfügt über eine bemerkenswerte thermische, chemische und mechanische Stabilität. TiN hat markante optische Eigenschaften und kann für plasmonische Anwendungen mit sichtbarem Infrarotlicht 14,15eingesetztwerden. Die Forschung hat gezeigt, dass TiN elektromagnetische Feldverbesserungen erzeugen kann, ähnlich wie Au-Nanostrukturen16. Die Ablagerung von Kupfer 17 oder Silber18,19,20aufTiN-Substraten für Anwendungen wurde nachgewiesen. Es wurden jedoch nur wenige Studien zu Au/TiN-Verbundwerkstoffen für Anwendungen durchgeführt. Shiao et al. haben vor kurzem mögliche Anwendungen von Au DNFs/TiN Verbundwerkstoffen für photoelektrochemische Zellen 21 und chemische Degradierung22 nachgewiesen.
Au kann auf einem TiN-Substrat mit einem FAGRR23synthetisiert werden. Die Ablagebedingung von Au DNFs auf TiN ist entscheidend für die Leistung von Anwendungen. Diese Studie untersucht das Wachstum von Au DNFs auf einem TiN-beschichteten Si-Substrat.
Protocol
Representative Results
Discussion
In dieser Studie wurden Au-DNFs mit mehreren Zweiggrößen auf der Oberfläche von TiN/Si mit FAGRR dekoriert. Die Ablagerung der Au DNFs konnte durch eine signifikante Farbänderung direkt erkannt werden. Die Dicke der Au DNFs auf TiN/Si erhöhte sich innerhalb von 15 Minuten auf 5,10 ± 0,20 μm, und diese Erhöhung der Dicke kann durch die folgende lineare Gleichung ausgedrückt werden: y = 0,296t + 0,649, wobei die Zeit von 1 bis 15 min variierte.
Bei FAGRR wird die Metal…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie, Taiwan, unter den Vertragsnummern MOST 105-2221-E-492-003-MY2 und MOST 107-2622-E-239-002-CC3 unterstützt.
Materials
| Acetone | Dinhaw Enterprise Co. Ltd.,Taipei, Taiwan | ||
| Isopropanol | Echo Chemical Co. Ltd., Miaoli, Taiwan | TG-078-000000-75NL | |
| Buffered Oxide Etch | Uni-onward Corp., Hsinchu, Taiwan | UR-BOE-1EA | |
| Chloroauric Acid | Alfa Aesar., Heysham, United Kingdom | 36400.03 | |
| N-Type Silicon Wafer | Summit-Tech Company, Hsinchu, Taiwan | ||
| High-Power Impulse Magnetron Sputtering System (HiPIMS) | Melec GmbH, Germany | SPIK2000A | |
| Scanning Electron Microscope (SEM) | JEOL, Japan | JSM-7800F | |
| Ion Sputter Coater | Hitachi, Japan | E-1030 | |
| X-Ray Diffractometer (XRD) | PANalytical, The Netherlands | X'Pert PRO MRD |
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