Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Çeşitli işlemler karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyümesi için atomik tanımlı şablonlar hazırlamak özetlenmiştir. Tek kristal SrTiO ₃ (001) ve DyScO ₃ kimyasal işlemler (110), alt-tabakalar atomik olarak pürüzsüz, tek sonlu yüzeyler elde etmek için yapıldı. Ca ₂ Nb ₃ O ₁₀ ^- nanosheets keyfi yüzeylerde atomik tanımlı şablonlar oluşturmak için kullanıldı.

Aşağıdaki deneylerin genel amacı, kompleks oksit ince filmlerin epit taksal büyümesi için anatomik olarak tanımlanmış şablonlar hazırlamaktır. Bunu başarmak için ilk yaklaşım, tek kristalli stronsiyum, titanat ve DYS'nin kimyasal arıtmasıdır. Artıları: atomik olarak pürüzsüz tek sonlandırılmış yüzeyler elde etmek için tarih alt tabakalarını tarar.

İkinci bir yaklaşım, sonraki film büyümesi için bir tohum tabakası oluşturmak için Lard Lodge veya LB biriktirme yoluyla rastgele substratlar üzerine bir nano tabaka tabakası bırakmaktır. Sonuçlar, epit Taksal filmlerin, atomik kuvvet mikroskobu ve elektron geri saçılma kırınımı ile görülebileceği gibi, elde edilen şablonlar üzerinde büyütülebileceğini göstermektedir. Persky oksit alt tabakalar kullanılırken, yüksek kaliteli e mimari filmler elde etmek için tek yüzey sonlandırma tercih edilir.

Nano tabakaların diğer mevcut yöntemlere göre ana avantajı, nispeten pahalı ve boyut sınırlı tek kristalli substratların hemen hemen her substrat malzemesi ile değiştirilebilmesidir. İlk daldırılmış dispersiyon. Aseton ile doldurulmuş bir beherde sekiz alt tabakayı tarayın ve 10 dakika boyunca ultrasonik bir banyoya yerleştirin Bu adımı etanol ile tekrarladıktan sonra, etanol damlalarını yüzeyden üfleyerek alt tabakaları kurutmak için bir nitrojen tabancası kullanın.

Her alt tabakanın yüzeyini optik mikroskopla kontrol edin. Alt tabakayı etanole batırılmış bir lens dokusuna hafifçe sürterek kalan parçacıkları çıkarın ve numuneyi bir nitrojen tabancasıyla kurulayın. Mikroskopla artık hiçbir parçacık görünmeyene kadar önceki adımları tekrarlayın.

Daha sonra, substratları bir oksijen atmosferinde dört saat boyunca 1000 derecede aneel. Bittiğinde, Ane spross taraması sekiz alt tabakayı bir Teflon tutucu kullanarak deiyonize su içeren bir behere daldırın. Ardından kabı 30 dakika boyunca ultrasonik banyoya koyun.

Alt tabakaları taşıyan Teflon tutucuyu deiyonize su ile beherden tamponlanmış hidrojen florür içeren bir behere aktarın. Beheri 30 saniye boyunca ultrasonik bir banyoya yerleştirdikten sonra, Teflon tutucuyu deiyonize su içeren hidrojen florüre dayanıklı bir behere aktarın ve tutucuyu hafifçe yukarı ve aşağı hareket ettirerek 20 saniye daldırın. Önceki adım, suyla doldurulmuş diğer iki beherde tekrarlandıktan sonra, tutucuyu alt tabakalarla birlikte etanol içeren bir beherde bırakın.

Tamponlanmış hidrojen florür içeren sıvının tamamı atıldıktan sonra, alt tabakaları bir nitrojen tabancası kullanarak kurutun. Temizleme adımını tekrarlayarak yüzeyi optik mikroskopla kontrol edin: Kir görünüyorsa. Bir kabı 12 molar sodyum hidroksit ile doldurduktan sonra, alt tabakaları bir Teflon tutucu kullanarak daldırın ve kabı 30 dakika boyunca ultrasonik bir banyoya yerleştirin.

Bir molar sodyum hidroksite daldırıldıktan sonra, alt tabakaları daha sonra su ile üç behere ve son olarak etanol içeren bir behere daldırarak durulayın. Daha sonra alt tabakaları bir nitrojen tabancası kullanarak kurutun. Yüzeyi optik bir mikroskopla kontrol edin ve gerekirse kalsiyum oval nano tabaka hazırlığını takiben daha önce açıklanan prosedürü kullanarak temizleyin.

Willy plakasını deiyonize su ile durulayarak temizleyin. Daha sonra plakayı her iki taraf için en az üç dakika boyunca yüksek enerjide oksijen plazması ile temizleyin. Willy plakasını hemen ardından deiyonize suda saklayın.

Ardından, deiyonize su ile durulayarak ve etanol ile fırçalayarak iki bariyerdeki LB oluğunu temizleyin. Deiyonize su ile duruladıktan sonra, oluğu tekrar nitrojen gazı ile iki bariyer halinde kurutun, akan hava ve toza karşı korumak için biriktirme sırasında kapatılabilen bir kutuya ve titreşim önleyici bir masaya bir kurulum yerleştirin. Bunu takiben, bir şırınga ile taze bir nano tabaka dispersiyonunun üst kısmından 50 mililitre çıkarın ve dispersiyonun dinlenmesine izin verirken yavaşça oluğa ekleyin.

15 dakika boyunca, sulu çözeltilerle uyumlu rastgele bir alt tabakayı temizleyin. Bitirdiğinizde, alt tabakayı LB kurulumunun tutucusuna takın ve son bir darbe vurun. Nitrojen gazı ile tutucuyu LB kurulumuna yerleştirin.

Ardından, söğüt plakasını oluğa batırın ve dikkatlice yaya takın. Bir parça kağıtla plakanın telinden damlacıkları çıkarın. Alt tabakayı, nano tabaka dispersiyonunun yüzeyine temas edene kadar indirin.

Ardından yazılımdaki yüksekliği sıfıra ayarlayın, alt tabakayı istenen derinliğe kadar daha da indirin ve alt tabaka tutucunun nana tabakası dağılımına temas etmediğinden emin olun. Bunu takiben, yazılımdaki yüzey basıncını sıfıra ayarlayın ve dispersiyonu 15 dakika dinlendirin. Yazılımdaki yüzey basıncını tekrar sıfıra ayarladıktan sonra, yüzeyi yavaşça sıkıştırmak için bariyerleri dakikada üç milimetre hızla hareket ettirerek biriktirmenin ilk aşamasını başlatın, yüzey basıncının ve yüzey alanının gelişimini izleyin, basıncın artması önemli ölçüde yavaşlayana ve basınç maksimuma yaklaşana kadar bekleyin.

Ulaşılan değeri hedef basınç olarak girin ve kepçe yüksekliğini gerçek değere ayarlayın. Ardından, substratı dakikada bir milimetre hızında dispersiyondan çekerek biriktirmenin ikinci aşamasını başlatın. Yüzey basıncını izleyin.

Durulamadan sonra biriktirme bittiğinde willy plakasını çıkarın, deiyonize suda saklayın. Son olarak, anal dislerin tamamen farklı sonlandırmalarını kuruduktan sonra alt tabakayı çıkarın. Artıları, skandiyum oksit substratlarının yanı sıra tek sonlu substratlar için beklenen morfoloji görülebilir.

Tek sonlandırılmış yüzeylere kıyasla hem yükseklik hem de faz görüntülerinde daha yüksek yüzey pürüzlülüğü, her iki sonlandırmanın varlığının bir göstergesidir. Kimyasal olarak işlenmiş stronsiyum titanat substratlarında diz çökmüş iyi tanımlanmış teraslar vardır. Sadece birim hücre yüksekliği farkları, tek bir sonlandırılmış yüzeyi gösteren atomik kuvvet mikroskobu ile ölçülebilir.

Kimyasal bir işlemin başarısı için nihai test, alt tabaka üzerindeki film iniltisinin kalitesidir. Daha sonra, stronsiyum idrar tek sonlu substratlar üzerinde iyi büyür. İkinci sonlandırma bölgelerinin küçük görünmez bölgeleri, film kalitesi üzerinde dramatik bir etkiye sahip olabilir.

Tek katmanlı bir nano tabakanın yüzeyleri pürüzsüzdür ve bitişik boşluklarla olan yüksek farklar, ana bileşiklerindeki kalsiyum oval tabakaların kristalografik kalınlığına yaklaşır. Bu tür tek tabakalar, daha sonra pürüzsüz film büyümesine izin verir. Nano tabakalardan oluşan bir tek tabaka tamamen düzlem dışı yönde yönlendirilir, ancak rastgele, düz yönelimde, nano tabakaların düz sıralamada rastgele olması nedeniyle, üstte büyütülen filmler de dokuludur.

Bu videoda, karmaşık oksit ve ince filmlerin mimari büyümesi için anatomik olarak tanımlanmış şablonlar hazırlamak için iki yaklaşım göreceksiniz. Her iki prosedür için de temiz ve hassas çalışmak önemlidir. Küçük kontaminasyonlar tüm deneyi mahvedebilir.