Kimyasal Çözüm Biriktirme tarafından Silisyum üzerinde Makrogözenekli Epitaksiyel Kuvars Filmlerin Hazırlanması

Özet

Havada daldırma kaplama ve ısıl işlemler kullanılarak çözelti kimyası ile silikon üzerinde piezoelektrik makro gözenekli epitaksiyel kuvars filmlerinin hazırlanması için bir protokol sunulmuştur.

Özet

Bu çalışma, silikon(100) substratlar üzerinde piezoelektrik, makro gözenekli epitaksiyel kuvars filmlerin hazırlanması için ayrıntılı protokolü açıklamaktadır. Bu, tek kaplı bir sentezde bir solün hazırlanmasına dayanan üç aşamalı bir işlemdir, ardından daldırma kaplama tekniği kullanılarak buharlaşma ile indüklenen kendi kendine montaj yoluyla Si(100) substratları üzerinde bir jel filmin biriktirilmesi ve jel kristalleşmesini ve kuvars filmin büyümesini indüklemek için malzemenin ısıl işlemiyle sona erer. Bir silika jelin oluşumu, bir tetraetil ortosilikat ve HCl tarafından katalize edilen suyun etanol içinde reaksiyonuna dayanır. Bununla birlikte, çözelti, Si üzerine daldırılmış bu silika jellerden mezogözenekli epitaksiyel kuvars filmlerin hazırlanması için gerekli olan iki ek bileşen içerir. Sr²⁺ gibi alkali toprak iyonları, silikanın kristalleşmesini kolaylaştıran cam eritme maddeleri olarak işlev görür ve setil trimetilamonyum bromür (CTAB) amfifilik şablon ile kombinasyon halinde, filmlerin makro gözenekliliğinden sorumlu bir faz ayrımı oluşturur. Kuvars ve silikon hücre parametreleri arasındaki iyi eşleşme, kuvarsın diğer_SiO2 polimorfları üzerinde stabilizasyonunda da gereklidir ve epitaksiyel büyümenin kökeninde yer alır.

Giriş

Α-kuvars gibi bir piezoelektrik materyal, gerilim önyargı gönderildiğinde mekanik bir deformasyona maruz kalır. Bu malzeme gözenekli ise, bu hacim değişiklikleri biyolojik organelleri yaşayan görülebilir ne benzer bir yanıt sistemi oluşturarak, gözenek genişleme veya daralma neden olabilir. ¹ Deforme gözenekli α-kuvars mikroüretim, ² kullanılarak üretilmiştir ancak bu tür teknikler henüz yapamam 3-D gözenek yapıları üretmek ve gözenek çapları nanometre yüzlerce sipariş vardır. Yapılandırılmış amorf silisin kristalleştirilmesi sonucu kabalaşması ve erime, yüksek yüzey enerjileri ve mimari deformasyon nedeniyle, homojen olmayan bir nükleasyon yolu....

Protokol

Sol 1. Hazırlık

1. Prehydrolyzed tetraetil ortosilikat (TEOS), bir laboratuar dengesi ve bir manyetik karıştırıcı yerleştirilmiş olan bir çeker ocak içinde bir jel hazırlanması önceki gün bir çözelti hazırlayın. Protokolde Bu aşamada ve boyunca laboratuvar önlüğü, eldiven ve koruyucu gözlük kullanın.
   1. Teflon kaplı manyetik karıştırma çubuğu CTAB 1,68 g ağırlığında içeren 50 ml'lik bir cam kaba, bir izleme camı ile kaplayın, beher 48,13 ml etanol ve HCl 35% 3.00 ml ilave edilir ve CTAB tamamen eriyene kadar karıştırılır.
   2. Beher damla damla TEOS 7,37 ml ilave karıştırılırken, bir izleme camı ile şişesi kapak ve / O N karışmaya izin (yaklaşı....

Sonuçlar

Malzeme sentezi ilerleme farklı yönlerini izlenmesi ile kontrol altına alındı. Daldırma kaplama işleminden sonra biri filmlerin yönünü, yeşil lazer ve Tarama Elektron Mikroskobu (SEM) geri saçılmış elektron modu (Şekil 1A-B) resim yansıyan noktada kırılma yapıların nihai görünümünü gözlemleyebilirsiniz. Kristalizasyon prosesi sonra Atomik Kuvvet mikroskopisi (AFM) topoğrafik görüntüler (Şekil 1C) ve α-kuvars film arasındaki epitaksiyel ilişkileri (α-S gö.......

Tartışma

Sunulan yöntem Si makrogözenekli kuvars filmler üretmek için aşağıdan yukarıya bir yaklaşımdır. Kuvars filmlerin üretimine ilişkin standart metoda göre, bir üst aşağı doğru teknolojisi ile kontrol edilebilir 150 ve 450 nm arasında kalınlıkları daha ince filmleri kesme ve büyük hidrotermal Büyüyen kristallerin parlatma, protokolde tarif edilen yöntem elde edilmesine izin verir göre Para çekme oranı. Kuvars filmlerin kalınlığı, ve piezoelektrik yanıt kontrolü ile ilgili tüm deneysel ayrıntıları referans ^8,13 ra.......

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Daldırma kaplayıcı	Nadetech	ND-DC 11/150
Fırın	Nabertherm	R 50/250/12
Atomik Kuvvet Mikroskobu	Agilent	5500 LS
Silikon gofretler	SHE Europe Ltd.
SrCl2· 6H2O	Aldrich	13909
CTAB	Aldrich	H5582
Etanol Mutlak	Aldrich	161086
HCl %35 çözelti	PanReac	721019
TEOS	Aldrich	131903