Bir Organik Magnet CVD, Vanadyum Tetracyanoethylene

Özet

Organik bazlı ferrimagnet vanadyum tetracyanoethylene sentezini mevcut (V [TCNE] _{X, X} ~ 2) düşük sıcaklık, kimyasal buhar biriktirme (CVD) yoluyla. Bu optimize tarifi K 600 400 K dan Curie sıcaklığının artış ve manyetik rezonans özellikleri dramatik bir iyileşme elde edilir.

Özet

Organik malzemeler alanında son gelişmeler gibi organik ışık yayan diyotlar düşük maliyet ve mekanik esneklik gibi geleneksel malzemelerle, bulunmayan avantajlara sahip (OLED) gibi cihazları vermiştir. Benzer şekilde, yüksek frekanslı elektronik ve spin-tabanlı elektronik içine organik maddelerin kullanımını yaygınlaştırmak için avantajlı olacaktır. Bu çalışma, oda sıcaklığında bir organik ferrimagnet ince filmlerin büyümesi için sentetik bir işlem sunulur, vanadyum tetracyanoethylene (V [TCNE] _{X, X} ~ 2) düşük sıcaklık, kimyasal buhar biriktirme (CVD) ile. ince film <60 ° C 'de yetiştirilen ve da dahil olmak üzere alt tabakalar, çok çeşitli olabilir ancak silikon, cam, Teflon ve esnek alt tabakaların, bunlarla sınırlı değildir. konformal birikim yanı sıra desenli ön ve üç boyutlu yapılar vesile olur. Buna ek olarak, bu teknik, 30 nm ila birkaç mikron arasında değişen kalınlıklarda filmler elde edilebilir. Son gelişmelerFilm büyüme optimizasyonu olan bu tür yüksek Curie sıcaklığı (600 K), gelişmiş manyetik homojenliği ve dar ferromanyetik rezonans hat genişliği Spintronik ve mikrodalga elektroniği çeşitli uygulamalar için (1.5 G) göstermek vaadi olarak nitelikleri, bir film tabakası oluşturur.

Giriş

Organik bazlı ferrimanyetik yarıiletken vanadyum tetracyanoethylene (V [TCNE] _x x ~ 2) sergileyen oda sıcaklığı, manyetik sipariş ve esneklik, düşük maliyetli üretim ve kimyasal Ayarlanabilirliğin olarak magnetoelectronic uygulamalar için organik maddelerin avantajlarını vaat ediyor. Önceki çalışmalar hibrid ^1,2 organik / inorganik ve tüm organik sıkma vanalar ³ olmak üzere Spintronik cihazlarda, işlevsellik gösterdi ve sahip aktif bir organik / inorganik yarıiletken heteroyapıların ⁴ spin polarize olarak. Buna ek olarak, V [TCNE] _{x ~ 2} nedeniyle, son derece dar bir ferromanyetik rezonans çizgi ....

Protokol

1. sentezi ve Öncülerinin hazırlanması

1. [Et ₄ N] hazırlanması [V (CO) _6] ²³
   1. Bir azot eldiven kutusu içinde, ~ içine 40 adet sodyum metal, 1.88 g kesilmiş ve yuvarlak bir 1 L'lik, üç boğumlu tabanlı şişeye susuz tetrahidrofuran (THF) 320 ml antrasenin 14.84 g ile karıştırın.
      DİKKAT: Sodyum metali ve tetrahidrofuran Hem oldukça yanıcıdır.
   2. H ₁₀ oluşturulmuştur NAC ₁₄ derin mavi bir çözelti oluşana dek, bir nitrojen atmosferi altında oda sıcaklığında 4.5 saat süre ile çözelti karıştırılır.
   3. 0 ° C'ye kadar çözelti soğutulur.
   4. Bir azot eldiven kutusu içinde,....

Sonuçlar

Bir birikim başarılı olursa belirlemek için ilk ve en kolay yöntem filmlerin görsel denetim yapmaktır. Film yüzeylerde tektip bir ayna kaplamalı koyu mor görünmelidir. Hiçbir V [TCNE] _{x ~ 2} olduğu ya da açık renkli olduğu alt-tabakanın yüzeyi üzerine noktalar halinde, o zaman bu durum alt-tabaka yüzeyi üzerinde çözücüler ya da diğer yabancı maddeler mevcudiyetinde muhtemeldir. Ayrıca filmin opak olmalıdır. Ince bir film, sadece birkaç dakika gibi kısa bir zaman dilimi içinde çökelmiştir sürece, sayda.......

Tartışma

V [TCNE] _{x ~ 2} biriktirilmesi için önemli parametreler, sıcaklık, bir taşıyıcı gaz akışı, basınç ve öncülerinin oranı bulunmaktadır. Kimyasal buhar depozisyon kurulumu ticari olarak temin edilebilir olmadığı için bu parametreler her sistem için optimize edilmiş olması gerekir. Shima ve arkadaşları tarafından bir önceki çalışma. Sıcaklık TCNE habercisi ²⁶ yüceltme oranı üzerinde büyük etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Eğer sıcaklık kontrolörü ve aynı zamanda her sistem i.......

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Equipment
Nitrojen Torpido Gözü	Vakum Atmosferleri	Nitrojen	torpido gözünde yapılan tüm adımlar bir argon torpido gözünde de yapılabilir
1 L üç boyunlu yuvarlak tabanlı şişe Corning		4965A-1L
500 ml yuvarlak tabanlı şişe	Sigma Aldrich	64678
Turbo vakum pompa istasyonu	Agilent Varian	G8701A-011-037
Cam Musluk	Kontes	185000-2440
Cam iki yönlü bağlantı borusu	Corning	8940-24	Corning Pyrex (R) 105 derece Açılı Tüp Adaptörü, İki Yönlü 24/40 Standart Konik Eklemli Coldfinger
			OSU kimya cam dükkanı tarafından yapılan özel parça
Argon Torpido Gözü	Vakum Atmosferleri	Nexus I
Sıcak plaka karıştırıcı	Corning	6795
Termoelektrik soğutucu	Gelişmiş Termoelektrik	TCP-50
Sıcaklık kontrolörü	TE soğutucu için	Gelişmiş Termoelektrik	TLZ10
Güç kaynağı	Gelişmiş Termoelektrik	PS-145W-12V ve nbsp;	TE soğutucu ve sıcaklık kontrolörü için
Sıcaklık kontrolörü	J-Kem  Bilimsel	Model 150	Isıtma bobini için
Isıtma teli	Pelikan Tel Şirketi	Nikrom 60
Özel züccaciye parçaları			OSU tarafından üretilmiştir Kimya cam dükkanı
Vakum pompası	BOC Edwards	XDS-5	CVD kurulumuna bağlı
Akış ölçer	Gilmont	GF-2260
Mikrometre valfi	Gilmont	7300	TCNE üzerinden argon akışını kontrol eder
Mikrometre valfi	Gilmont	7100	Argon akışını kontrol eder  V(CO)6
Boru	Tygon	R3603	1/8 duvarlarda, vanalar ve sayaç arasına bağlı,
akış hızlarını ayarlamak için kullanılan	3 Stopcock	Nalgene	6470
Basınç göstergesi	Matheson	63-4105	, Şekil 1 parçanın üst kısmına bağlanır KALAMAR
manyetometresi	Kuantum Tasarımı	MPMS-XL
EPR	Bruker	Elexsys
PPMS	Quantum Design	14T PPMS
Kaynak Ölçer	Keithely	2400
Materials
Sodyum metali	Sigma Aldrich	262714
Antrasen	Sigma Aldrich	141062
Susuz tetrahidrofuran	Sigma Aldrich	186562
Vanadyum(III) klorür tetrahidrofuran kompleksi	Sigma Aldrich	395382
Karbon monoksit gazı	OSU depoları	98610
Tetraetilamonyum bromür	Sigma Aldrich	241059
Fosforik asit	Sigma Aldrich	79622
Metanol	Sigma Aldrich	14262
Silkon yağı	Sigma Aldrich	146153
Bakır peletler			Yedek bakır telden kesilmiş
Tetrasiyanoetilen	Sigma Aldrich	T8809
Cam slaytlar	Altın Mühür	3010
Aktif Kömür	Sigma Aldrich	242276