Name: Vakum Isıl Buharlaşma yoluyla bizmut Nanotel Array Çekirdeksiz Büyüme (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 58 s
Description: Öğrenin, vakum ısıl buharlaşma ile katalizörsüz bizmut nanotellerin ölçeklenebilir sentezini. Yüksek saflıkta tek kristal nanoteller üretmek için bu yöntemi keşfedin.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Araştırma, Brookhaven Ulusal Laboratuvarı, Fonksiyonel Nanomalzemeler Merkezi'nde, ABD Enerji Bakanlığı, Temel Enerji Bilimleri Ofisi tarafından Sözleşme No'lu olarak desteklenmektedir. DE-SC0012704.

Dikkat: Kullanmadan önce ilgili tüm malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) danışın. Nanomalzemeler onların toplu meslektaşı ile karşılaştırıldığında ek tehlikeler olabilir. Mühendislik kontrolleri (davlumbaz) ve kişisel koruyucu ekipman kullanımı dahil, nano malzeme kaplı yüzeylerde işlerken tüm uygun güvenlik uygulamalarını kullanın (koruyucu gözlük, eldiven, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon, ayakkabı-toe kapalı). 1. Hazırlık Çalışmaları <ol><li> Buhar biriktirme sisteminin hazırlanması <ol><li> Atmosfer basıncına biriktirme bölmesi Vent ve bölmeye açılır. Havalandırma otomatik olarak atmosfer basıncına bölmeyi delik bir dizi başlıyor kontrol yazılımı arayüzü, &quot;Start PC Havalandırma&quot; düğmesine basarak yapılır. Atmosfer basıncı ön erişen kapıyı çekerek odasına açmak ulaşan. </li><li> Termal buharlaşma elektrot çifti arasında bir tungsten buharlaştırma tekne (alüminyum oksit kaplamalı) monte edin. 1 yerleştirinbuharlaşma tekne içine g bizmut pelet. </li><li> Magnetron püskürtme kaynağına vanadyum püskürtme hedefi monte edin. Bir püskürtme kaynağı ile donatılmamış yerleştirme sistemi için) 1.1.4 adıma bakınız. </li><li> (Isteğe bağlı, bir püskürtme kaynağı ile donatılmamış yerleştirme sistemi için) ısı buharlaştırma elektrot çifti arasında bir tungsten buharlaştırma tekne monte edin. Buharlaşma tekneye 0.5 g vanadyum salyangozlar yerleştirin. </li><li> Birikim sisteminin elektrik besleme oluğu için kapalı döngü sıcaklık kontrolörünün (sıcaklık probu için ısıtma / soğutma gücü için iki ve iki) mini muz konnektörlerini bağlayın. </li></ol></li><li> Büyütme alt-tabakalarının hazırlanması Not: bizmut nanotellerinin oluşumu seçimi büyüme yüzeye karşı duyarsızdır. Benzer sonuçlar cam slayt, silikon ya da sac elde edilmiştir. Bu alt-tabaka buhar hemen önce temizlenmelidir yazarlar tarafından önerilenÇöktürme işlemi, vanadyum alt-tutarlı bir yapışma elde etmek amacıyla. Plazma temizleme ve ıslak kimyasal temizlik dahil olmak üzere çeşitli alt tabaka temizleme teknikleri, uygulamalı ve benzeri sonuçlara yol olabilir. <ol><li> Oksijen plazma tarafından büyüme yüzeylerde temizleme <ol><li> Bir plazma süpürge içine büyüme substratları yerleştirin ve 10 mTor baz basıncına renkli &quot;ON VAC&quot; tuşuna basarak, odayı pompa. </li><li> Oksijen Gaz vanasını açın ve ön paneldeki düğmeye &quot;ON GAZ&quot; tuşuna basarak odasına oksijen gazı tanıtmak ve bir odacık basıncı korumak için &quot;incr&quot; ve gaz debisi kontrolü için &quot;DECR&quot; düğmelerine basarak akış hızını ayarlamak yaklaşık 100 mTorr. </li><li> Güç kontrolü için &quot;incr&quot; ve &quot;DECR&quot; tuşlarına basarak 20 W plazma gücünü ayarlamak ve düğmeye &quot;ON RF&quot; tuşuna basarak plazmayı tutuşturmak. </li><li> Tuşuna basarak plazma kapatmadan önce 5 dakika bekleyin &quot;RF AÇIK ALİN &quot;renkli&quot;. Butonuna basarak odasına havalandırın &quot;ve yüzeyler almak. </li></ol></li><li> Islak kimyasal yöntemle büyüme yüzeylerde temizleme <ol><li> Bir beher içinde bulunan aseton büyüme substratları daldırın. Bir ultrasonikatör içine behere koyun ve maksimum güçte 2 dakika süreyle sonikasyon. </li><li> Kaptan tabakaları çıkarın ve 30 saniye için bir yıkama şişesinden mutlak alkol akımı ile yıkayın. </li><li> Azot gazı akımı içinde alt tabakaların kurutun. </li></ol></li></ol></li><li> Yüzey yükleme ve biriktirme sistemi pompalama <ol><li> Alt tabaka tutucuya yüzey sıcaklığı kontrol düzeneğini takın. </li><li> Peltier soğutucusu / ısıtıcı montaj üstüne büyüme yüzeylerde monte etmek için yay klipleri kullanın. </li><li> Çökelme kaynaklarının bakacak substratlar ile buhar biriktirme odasına tamamen monte substrat tutucu monte edin. Elektrik beslemesi kullanın iletişimePeltier soğutucu / ısıtıcı montaj. </li><li> Substrata kasıtsız birikimini önlemek için substrat deklanşörü kapatın. </li><li> Biriktirme haznesi aşağı pompalama başlayın. Pompalama otomatik olarak baz basıncına bölmeyi pompası bir dizi başlıyor kontrol yazılımı arayüzü, &quot;PC pompalama Başlat&quot; düğmesine basarak yapılır. </li></ol></li></ol> Bizmut Nanotel 2. Büyüme Not: biriktirme odasının taban basıncı altında 2 × 10 -6 Torr ya ulaşana kadar deney sonraki adıma hareket etmiyor. <ol><li> Vanadyum alt-çökelmesi Not: vanadyum alt-magnetron püskürtme yöntemi ile yatırılır zaman en iyi deneysel tekrarlanabilirlik elde edilir. Bir püskürtme kaynağı yokluğunda, yüksek bir tekrarlanabilirliği de yine termal buharlaştırma yöntemi kullanılarak vanadyum bir alt tabaka yerleştirilmesi ile elde edilebilir, yerleştirme sistemi ha koşuluylasa düşük baz basıncı (≤ 5 × 10 -7 Torr). Ayrıntılar için 3.1.2 adıma bakın. <ol><li> Bir magnetron püskürtme kaynağı ile Vanadyum çöktürme. <ol><li> Püskürtme kaynağı Argon akışı başlatın. 40 sccm&#39;lik ayarlayın akış hızı. </li><li> 2.5 mTor bir oda basıncı için turbomoleküler pompanın devrimi hızını ayarlayın. </li><li> Bölme yavaş yavaş kararlı durum basıncı ulaşan iken, QCM kalınlık kalibrasyon faktörleri ayarlayın. Vanadyum için, yoğunluk 5.96 g / cm3 olan ve Z-faktör 0.530 olan. </li><li> DC sıçratma kaynağı açın ve yazarlar tarafından işletilen birikim sistemi için 200-250 W gücü ayarlamak, çökelme hızı bu güçte yaklaşık 0.4 A / sn dir. Yüzey çekim açmadan, 2 dakika süreyle çalışan kaynak tutun. NOT: vanadyum kaynağı yerli oksit taze vanadyum yüzeyini açığa çıkarılır, bu adımı sayesinde. </li><li> Vanadyum depositio başlatmak için substrat deklanşörü açınn. Bu arada, sıfır QCM birikmiş kalınlığı sıfırlayın. </li><li> 20 nm&#39;lik bir gözle görülür kalınlığı QCM Her bir okuma için, tamamlanıncaya kadar birikmesini devam edin. Alt tabaka deklanşörü kapatın. </li><li> Yavaş yavaş sıfıra püskürtme gücünü azaltır. Kapalı kaynağını açın. </li><li> Argon akışını kapatın. Tam güç turbomoleküler pompayı dönün. </li></ol></li><li> Termal buharlaştırma kaynağı ile Vanadyum birikimi (bir püskürtme kaynağı ile donatılmış değildir biriktirme sistemi, opsiyonel). <ol><li> Nedeniyle vanadyum yüksek erime noktasına (1910 kadar ° C) ve oksidasyona hazır, bu termal buharlaştırma 5 x 10 -7 Torr ya da daha düşük bir taban basıncı altında olmak önerilir. </li><li> QCM kalınlık kalibrasyon faktörleri belirleyin. Vanadyum için, yoğunluk 5.96 g / cm3 olan ve Z-faktör 0.530 olan. </li><li> Vanadyum kaynağı termal buharlaştırma güç kaynağı açın.Vanadyum salyangozlar eriyene kadar yavaşça tungsten tekne ısıtma gücünü artırmak. </li><li> Yüzey deklanşör kapalı tutulurken, yavaş yavaş QCM okuma başına elde edilir 2 Å / sn biriktirme oranı kadar ısıtma gücünü artırmak. Vanadyum birikimi başlatmak için substrat deklanşörü açın. Bu arada, sıfır QCM birikmiş kalınlığı sıfırlayın. </li><li> 50 nm&#39;lik bir gözle görülür kalınlığı tamamlanıncaya kadar birikmesini devam edin. Alt tabaka deklanşörü kapatın. </li><li> Yavaş yavaş sıfıra termal buharlaştırma gücü azalır. Kapalı kaynağını açın. </li></ol></li></ol></li><li> Bizmut nanotellerinin depozisyon <ol><li> Üstünde veya oda sıcaklığında altındaki bir sıcaklıkta bizmut birikimi için, sıcaklık kontrol istenen değeri ayarlayın. İstenilen sıcaklığa ulaşıldığında kadar bekleyin. </li><li> QCM kalınlık kalibrasyon faktörleri belirleyin. Bizmut için, yoğunluk 9.78 g / cm3 olan ve Z-faktörü 0,790 olan. </li><li> Termal buharlaştırma gücüne su açınbizmut kaynağına pply. Yavaşça QCM okuma başına elde edilir 2 Å / sn çökelme oranı kadar tungsten tekne ısıtma gücünü artırmak. </li><li> Bizmut birikimi başlatmak için substrat deklanşörü açın. Bu arada, sıfır QCM birikmiş kalınlığı sıfırlayın. </li><li> 50 nm&#39;lik bir gözle görülür kalınlığı tamamlanıncaya kadar birikmesini devam edin. Alt tabaka deklanşörü kapatın. </li><li> Yavaş yavaş sıfıra termal buharlaştırma gücü azalır. Kapalı kaynağını açın. </li><li> Termal elektrik soğutucu / ısıtıcı güç kaynağını kapatın. </li><li> Atmosfer basıncına biriktirme bölmesi Vent ve bölmeye açılır. Yüzey tutucu almak ve bizmut nanotellerin kaplı yüzeylerde toplamak. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Hu, J. T., Odom, T. W., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+and+physics+in+one+dimension%3A+Synthesis+and+properties+of+nanowires+and+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Chemistry and physics in one dimension: Synthesis and properties of nanowires and nanotubes.</a> Acc. Chem. Res. 32, 435-445 (1999).</li>
<li>Akimov, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+single+optical+plasmons+in+metallic+nanowires+coupled+to+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots.</a> Nature. 450, 402-406 (2007).</li>
<li>Thurn-Albrecht, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh-density+nanowire+arrays+grown+in+self-assembled+diblock+copolymer+templates%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh-density nanowire arrays grown in self-assembled diblock copolymer templates.</a> Science. 290, 2126-2129 (2000).</li>
<li>Xia, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-dimensional+nanostructures%3A+Synthesis%2C+characterization%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">One-dimensional nanostructures: Synthesis, characterization, and applications.</a> Adv. Mater. 15, 353-389 (2003).</li>
<li>Gudiksen, M. S., Lauhon, L. J., Wang, J., Smith, D. C., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+nanowire+superlattice+structures+for+nanoscale+photonics+and+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Growth of nanowire superlattice structures for nanoscale photonics and electronics.</a> Nature. 415, 617-620 (2002).</li>
<li>Yang, P. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+growth+of+ZnO+nanowires+and+their+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Controlled growth of ZnO nanowires and their optical properties.</a> Adv. Funct. Mater. 12, 323-331 (2002).</li>
<li>Allen, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+detection+of+Au+catalyst+atoms+in+Si+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">High-resolution detection of Au catalyst atoms in Si nanowires.</a> Nature Nanotech. 3, 168-173 (2008).</li>
<li>Lin, Y. M., Sun, X. Z., Dresselhaus, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+investigation+of+thermoelectric+transport+properties+of+cylindrical+Bi+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Theoretical investigation of thermoelectric transport properties of cylindrical Bi nanowires.</a> Phys. Rev. B. 62, 4610-4623 (2000).</li>
<li>Isaacson, R. T., Williams, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alfv%C3%A9n-Wave+propagation+in+solid-state+plasmas.+III.+Quantum+oscillations+of+the+Fermi+surface+of+bismuth%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">Alfvén-Wave propagation in solid-state plasmas. III. Quantum oscillations of the Fermi surface of bismuth.</a> Phys Rev. 185, 682-688 (1969).</li>
<li>Sandomirskii, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+size+effect+in+a+semimetal+film%5BTitle%5D)+AND+%22Sov.+Phys.+JETP%22%5BJournal%5D)">Quantum size effect in a semimetal film.</a> Sov. Phys. JETP. 25, 101-106 (1967).</li>
<li>Huber, T. E., Nikolaeva, A., Gitsu, D., Konopko, L., Graf, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+confinement+and+surface-state+effects+in+bismuth+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+E%22%5BJournal%5D)">Quantum confinement and surface-state effects in bismuth nanowires.</a> Physica E. 37, 194-199 (2007).</li>
<li>Black, M. R., Lin, Y. M., Cronin, S. B., Rabin, O., Dresselhaus, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infrared+absorption+in+bismuth+nanowires+resulting+from+quantum+confinement%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Infrared absorption in bismuth nanowires resulting from quantum confinement.</a> Phys. Rev. B. 65, 2921-2930 (2002).</li>
<li>Hofmann, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+surfaces+of+bismuth%3A+Structural+and+electronic+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">The surfaces of bismuth: Structural and electronic properties.</a> Prog. Surf. Sci. 81, 191-245 (2006).</li>
<li>Huber, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Confinement+effects+and+surface-induced+charge+carriers+in+Bi+quantum+wires%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Confinement effects and surface-induced charge carriers in Bi quantum wires.</a> Appl Phys Lett. 84, 1326-1328 (2004).</li>
<li>Huber, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+state+band+mobility+and+thermopower+in+semiconducting+bismuth+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Surface state band mobility and thermopower in semiconducting bismuth nanowires.</a> Phys. Rev. B. 83, 235414-23 (2011).</li>
<li>Dresselhaus, M. S., et al. 23, 129-140 (2003).</li>
<li>Cheng, Y. -T., Weiner, A. M., Wong, C. A., Balogh, M. P., Lukitsch, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress-induced+growth+of+bismuth+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Stress-induced growth of bismuth nanowires.</a> Appl Phys Lett. 81, 3248-3250 (2002).</li>
<li>Volobuev, V. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanism+of+Bi+nanowire+growth+from+Bi%2FCo+immiscible+composite+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanosci.+Nanotech%22%5BJournal%5D)">The mechanism of Bi nanowire growth from Bi/Co immiscible composite thin films.</a> J. Nanosci. Nanotech. 12, 8624-8629 (2012).</li>
<li>Shim, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-film+formation+of+Bi+nanowires+with+extraordinary+electron+mobility%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">On-film formation of Bi nanowires with extraordinary electron mobility.</a> Nano Lett. 9, 18-22 (2009).</li>
<li>Berglund, S. P., Rettie, A. J. E., Hoang, S., Mullins, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incorporation+of+Mo+and+W+into+nanostructured+BiVO4+films+for+efficient+photoelectrochemical+water+oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Incorporation of Mo and W into nanostructured BiVO4 films for efficient photoelectrochemical water oxidation.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 7065-7075 (2012).</li>
<li>Liu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Energy+Induced+Formation+of+Single+Crystalline+Bismuth+Nanowires+over+Vanadium+Thin+Film+at+Room+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Surface-Energy Induced Formation of Single Crystalline Bismuth Nanowires over Vanadium Thin Film at Room Temperature.</a> Nano Lett. 14, 5630-5635 (2014).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Bizmut nanotellerinin büyümesi en az iki yerleştirme kaynakları, vanadyumun bizmut için tek ve birbirleri ile fiziksel buhar çöktürme sistemine yapılacak olan. Bu kaynaklardan bir vanadyum biriktirilmesi için bir magnetron püskürtme kaynağı olması tavsiye edilir. Yüksek vakum kuru kaydırma pompası tarafından desteklenen bir turbomoleküler pompalar ile sağlanır. Buhar biriktirme sistemi yerinde kalınlığı izleme için ayarlanmış bir kuartz kristal mikro (QCM) ile donatılmıştır. Buhar biriktirme sistemi bü...

Nanoteller bir boyutta yük taşıyıcılarının ve fotonlar gibi diğer quasi ve plazmonları taşınmasını sınırlandırmak. Buna göre, nanoteller genellikle mikro / nano elektronik, fotonik, biyomedikal, çevre ve enerji ile ilgili teknolojiler uygulamalar için onlara neredeyse sonsuz bir potansiyel hibe roman, elektriksel, manyetik, optik ve kimyasal özellikleri, sergiler. 1,2 Geçtiğimiz yirmi yılda, çok sayıda yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya yaklaşımlar bu gelişmelere rağmen laboratuvar ölçeğinde. 3-6 yüksek kaliteli metal veya yarı iletken nanotellerinin geniş bir sentez için geliştirilmiştir, her yaklaşımın başarısı için nihai ürünün belirli özgün özelliklerine dayanır. Örneğin, popüler buhar-sıvı-katı (VLS) yöntemi, tellerin sentezi daha yüksek erime noktasına sahip ve katalitik &quot;tohum&quot; karşılık gelen ötektik alaşım oluşturmak. 7 Sonuç olarak yarı iletken malzeme için daha iyi bir uyumözel ilgi malzeme mevcut tekniklerle kapsamında olmayabilir. Küçük dolaylı bant üst üste (0 K -38 meV) ve alışılmadık hafif yük taşıyıcılarının bir semimetal gibi, bizmut böyle bir örnektir. Onun toplu göre malzeme kuantum hapsi dar band aralığı yarı iletken içine bizmut nanoteller veya ince filmler dönüşebilir olarak. 8-12 arada, bizmut formların yüzeyine bir yarı-iki boyutlu metal, azaltılmış boyutta kökten farklı davranır onun toplu önemli ölçüde daha fazla metaldir. Bu 13,14 bizmut yüzeyi 2 x 10 4 cm2 V -1 sn-1 bir elektron hareketliliği elde ve nanotel formunda olan, termoelektrik gücüne büyük katkı gösterilmiştir. 15 &#39;i Böyle, elektronik ve özellikle termoelektrik uygulamalarda bizmut nanoteller okuyan önemli çıkarları vardır. 12-16 Ancak, çok düşük &#39;s bizmut nedeniyleoksidasyon için erime noktası (544 K) ve hazır, yüksek kaliteli ve geleneksel buhar fazı veya çözelti fazı teknikleri kullanılarak tek kristal bizmut nanoteller sentez bir sorun olmaya devam etmektedir. Daha önce, bu tek kristal bizmut nanotellerdir filminde stres serbest atfedilir bizmut ince film, vakum depolanması sırasında düşük verim büyümesi bir kaç grup tarafından rapor edilmiştir. 17-20 En son olarak, bir roman keşfettik Yüksek vakum altında bizmut termal buharlaştırma kullanır ve yüksek bir verimlilik ile, tek kristalli bir bizmut nanotellerinin büyütülebilir oluşmasına yol açan bir teknik. 21, daha önce kıyasla yöntemleri rapor, bu tekniğin en benzersiz özelliği büyütme alt-tabaka taze kaplanmış olmasıdır birikmesini bizmut öncesinde nano-gözenekli vanadyum ince bir tabaka ile. Sonrakinin termal buharlaşma sırasında, bizmut buhar minibüsün nano-gözenekli yapısı sızıyorAdium&#39;u film ve nanodomains orada yoğunlaşır. Vanadyum yoğunlaştırılmış bizmut ile ıslatılmış olmadığından, infiltre alanları sonradan yüzey enerjisini serbest bırakmak için vanadyum matrisinden expulsed edilir. Dikey bizmut nanoteller oluşturan bizmut nanodomains sürekli sınırdışı olduğunu. Bizmut etki çaplarda sadece 1-2 nm olduklarından oda sıcaklığında onları neredeyse erimiş hale önemli erime noktası bastırma, tabidir. Bunun bir sonucu olarak, oda sıcaklığında büyümesi nanotellerin düzenlenen alt-tabaka ile devam eder. Öte yandan, bizmut etki göçü, termal olarak aktif hale gelir, nanotellerinin uzunluğu ve genişliği, sadece büyütme alt-tabakası sıcaklığı kontrol edilerek geniş bir aralık üzerinde ayarlanabilir. Bu ayrıntılı video protokol alanına yeni uygulayıcıları bir yüksek vakum, oksijensiz ortamda ince filmlerin fiziksel buhar biriktirme ile ilgili çeşitli ortak sorunlardan kaçınmak yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

<table><tbody><tr><td>Bizmut</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>556130</td><td>Granül, %99.999</td></tr> <tr><td>Vanadyum Sümüklü Böcek</td><td>Alfa Aesar</td><td>42829</td><td>3.175&nbsp; mm (0.125&nbsp; içinde) çap x 6.35&nbsp; mm (0.25&nbsp; inç) uzunluk,% 99.8</td></tr> <tr><td>Vanadyum Püskürtme Hedefi</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>EJTVXXX253A2</td><td>3.00" Çap x 0.125" Kalınlık,% 99.5</td></tr> <tr><td>Aseton</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179124</td><td>>99.5</td></tr>% <tr><td>Etanol</td><td>Alfa Aesar</td><td>33361</td><td>Susuz</td></tr><tr><td>Silikon Gofret</td><td>Üniversite Gofretleri</td><td></td><td>300 mikron kalınlığında, (100) oryantasyon</td></tr><tr><td>Gümüş Dolgulu Epoksi</td><td>Devre İşleri</td><td>CW2400</td><td>İki parçalı iletken epoksi reçine</td></tr><tr><td>Tungsten Tekne, Alümina Kaplı</td><td>RD Mathis</td><td>S9B-AO-W</td><td>Bizmut termal buharlaşma için</td></tr><tr><td>Tungsten Tekne</td><td>RD Mathis</td><td>S4-.015W</td><td>Vanadyum termal buharlaşma için</td></tr><tr><td>RIE Plazma</td><td>Nordson Mart</td><td>CS-1701</td><td></td></tr><tr><td>PVD 75 Buhar Biriktirme Platformu</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>PEDP75FTCLT001</td><td>Üç termal buharlaşma kaynağı ve bir DC magnetron püskürtme kaynağı ile donatılmıştır</td></tr><tr><td>Termoelektrik Sıcaklık Kontrol Cihazı</td><td>LairdTech</td><td>MTTC-1410</td><td></td></tr><tr><td>PT1000 RGD</td><td>LairdTech</td><td>340912-01</td><td>MTTC-1410</td></tr><tr><td>Termoelektrik Modül</td> için Sıcaklık Sensörü <td>LairdTech</td><td>56910-502</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonicator</td><td>Crest Ultrasonik</td><td>Tru-Süpürme 175</td><td></td></tr></tbody></table>

vakum isıl buharlaşma yoluyla bizmut nanotel array Çekirdeksiz büyüme

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Burada çekirdeksiz ve şablon serbest teknik, oda sıcaklığında yüksek vakum termal buharlaşma yoluyla, bizmut nanotelleri büyümesi ölçeklenebilir şekilde ortaya konulmaktadır. Geleneksel metal ince filmler, termal buharlaşma mevduat imalatı için bizmut taze magnetron sıçratma veya termal buharlaştırma yoluyla yatırılır oda sıcaklığında tutulan vanadyum düz ince film üzerinde dikey tek kristal nanotellerinin bir diziye saklıdır. Büyüme alt-tabaka sıcaklığının kontrol edilmesiyle nanotellerinin uzunluğu ve genişliği, geniş bir aralık içinde ayarlanabilir. Bu roman tekniği Sorumlu daha önce bilinmeyen bir nanotel büyüme mekanizması olduğunu vanadyum ince filmin hafif gözeneklilik kökleri. Vanadyum gözenekleri içine sızmış, bizmut etki (~ 1 nm) erime noktasını bastırır aşırı yüzey enerji taşıyan ve sürekli nanoteller oluşturmak için vanadyum matrisi onları ihraç etti. Bu keşif ölçeklenebilir buhar fazı synth fizibilitesini göstermektediryüksek saflıkta ESIS herhangi katalizörler kullanmadan nanomateryaller.

Magnetron püskürtme ve termal evaporasyon usullerle oluşturulan vanadyum underlayers kesit SEM görüntüleri Şekil 2. Tarama elektron mikroskopi (SEM) görüntülerinin farklı alt-tabaka sıcaklıklarda oluşan bizmut nanotellerin (Şekil 3) için sunulmuştur sunulmaktadır. Bizmut nanotellerinin kristal yapısı, transmisyon elektron mikroskopisi (TEM), selektif alanı elektron difraksiyonu (SAED), ve X-ışını kırınımı (XRD) çalışmaları (Şekil 4) aracılığıyla belirle...

Bizmut nanotel dizilerinin vakumlu termal buharlaştırma tekniği ile çekirdeksiz ve yüksek verimli büyümesi için bir protokol sunulmuştur.

Vakum Isıl Buharlaşma yoluyla bizmut Nanotel Array Çekirdeksiz Büyüme

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Bu deneysel prosedürün genel amacı, yüksek vakum altında termal buharlaştırma yoluyla ölçeklenebilir bir şekilde tek kristal bizmut nanoteller yetiştirmektir. Bu yöntem, yüksek verimle yüksek kaliteli bizmut nanoteller sentezlemek için kullanılabilir. Bu materyal, yarı iletkenlik çalışmaları alanında büyük ilgi görmüştür.Bu tekniğin temel avantajı, herhangi bir katalizör veya tohum gerektirmemesi ve sentez prosedürünün yüksek vakum altında gerçekleştirilmesi sayesinde nanotelin aşırı yüksek saflıkta oluşmasıdır. Bu yöntem, nano ölçekli gözenekliliğin kendiliğinden nano tel büyümesini nasıl tetiklediğine dair içgörü sağlamaktadır; ancak düşük erime noktasına sahip İndiyum ve kalay gibi diğer sistemler için de uygulanabilir olmalıdır. Başlamak için biriktirme haznesini atmosferik basınca kadar havalandırın ve hazneyi açın.Tahliye işlemi, kontrol yazılımı arayüzündeki PC tahliye başlat düğmesine basılarak gerçekleştirilir; bu işlem, hazneyi atmosferik basınca tahliye eden bir diziyi otomatik olarak başlatır. Atmosferik basınca ulaşıldığında, ön erişim kapısını çekerek hazneyi açın.Ardından, bir çift termal evaporasyon elektrodu arasına bir tungsten evaporasyon teknesi yerleştirin. Evaporasyon teknesine bir gram bizmut peleti koyun ve magnetron sıçratma kaynağına bir vanadyum sıçratma hedefi monte edin. Sonra, kapalı döngü sıcaklık kontrolcüsünün mini muz konnektörlerini, biriktirme sisteminin elektriksel besleme girişine bağlayın.Büyütme substratlarını oksijen plazması ile temizlemek için, substratları bir plazma temizleyiciye yerleştirin ve vac on düğmesine basarak hazneyi 10 millitorr taban basıncına kadar vakumlayın. Oksijen gaz vanasını açın ve ön paneldeki gas on düğmesine basarak hazneye oksijen gazı girişini sağlayın. Gaz akış hızını kontrol eden INCR ve DECR düğmelerini kullanarak akış hızını, hazne basıncını yaklaşık 100 millitorr seviyesinde tutacak şekilde ayarlayın.Ardından, güç kontrolü için INCR ve DECR düğmelerine basarak plazma gücünü 20 watt olarak ayarlayın ve RF on düğmesine basarak plazmayı ateşleyin. RF on düğmesine basarak plazmayı kapatmadan önce beş dakika bekleyin. Daha sonra, substrat yüklemek için substratları geri almadan önce bleed düğmesine basarak hazneyi tahliye edin.İlk olarak, altlık sıcaklık kontrol düzeneğini altlık tutucuya monte edin. Büyütme altlıklarını peltier soğutucu ısıtıcı düzeneğinin üzerine yerleştirmek için yaylı klipsler kullanın. Ardından, tamamen monte edilmiş altlık tutucuyu buhar biriktirme haznesine yerleştirin.Substratlar biriktirme kaynaklarına bakacak şekilde, elektrik besleme geçişlerini peltier soğutucu ısıtıcı düzeneğine bağlayın. Substrata istenmeyen birikmeyi önlemek için substrat kapağını kapatın. Ardından, biriktirme odasını vakumlamaya başlayın.Pompalama işlemi, kontrol yazılımı arayüzündeki başlangıç PC pompalama düğmesine basılarak gerçekleştirilir; bu işlem, magnetron püskürtme kaynağı ile vanadyum biriktirmek için hazneyi taban basıncına kadar pompalayan bir diziyi otomatik olarak başlatır. Püskürtme kaynağında argon akışını başlatın. Akış hızını dakika başına 40 ile 50 standart santimetreküp arasına ayarlayın. Hazne kademeli olarak kararlı durum basıncına ulaşırken, turbomoleküler pompaların devir hızını 2,5 ile 3 millitorr hazne basıncı için ayarlayın.Vanadyum için kuvars kristal mikroterazi veya QCM kalınlık kalibrasyon faktörlerini ayarlayın. Yoğunluk 5,96 grams per cubic centimeter ve Z faktörü 0,530'dur. Substrat kapağını açmadan DC sıçratma kaynağını çalıştırın ve gücü 200 ile 250 watts arasına ayarlayın.Kaynağı iki dakika boyunca çalışır durumda tutun. Vanadyum biriktirme işlemini başlatmak için substrat panjurlarını açın. Bu sırada, QCM'de biriken kalınlık değerini sıfırlayın.QCM okumasına göre 20 nanometre görünür kalınlık birikene kadar biriktirme işlemine devam edin. Ardından substrat kapağını kapatın ve spütter gücünü kademeli olarak sıfıra düşürün. Daha sonra kaynağı kapatın ve argon akışını kesin.Son olarak turbomoleküler pompayı tam gücüne geri getirin. Substrat sıcaklığının bu şekilde sabit ve hassas bir şekilde korunması çok önemlidir, çünkü nano virüs çizgileri sıcaklığa göre güçlü bir şekilde şekillenir. Oda sıcaklığının üzerindeki veya altındaki sıcaklıklarda bizmut cıvama işlemi için sıcaklık kontrol cihazına istenen değeri ayarlayın. İstenen sıcaklığa ulaşana kadar bekleyin.QCM'deki kalınlık kalibrasyon faktörlerini bizmut için ayarlayın. Yoğunluk 9.78 grams per cubic centimeter ve Z faktörü 0.790'dır. Bizmut kaynağına bağlı termal evaporasyon güç kaynağını açın.Ardından, saniyede iki angstromluk bir biriktirme hızına ulaşana kadar tungsten tekneye uygulanan ısıtma gücünü yavaşça artırın. QCM okumasına göre, QCM'nin birikmiş kalınlık değerini sıfırlayın. Bu sırada, bizmut biriktirmesini başlatmak için altlık kapağını açın.Görünür kalınlık 50 nanometre olana kadar biriktirme işlemine devam edin. Ardından alt tabaka panjurunu kapatın. Termal evaporasyon gücünü kademeli olarak sıfıra indirin.Kaynağı kapatın. Termoelektrik soğutucu ısıtıcıya giden güç kaynağını kapatın. Biriktirme odasını atmosferik basınca tahliye edin ve odayı açın.Son olarak, substrat tutucuyu çıkarın ve bizmut nano tel kaplı substratları toplayın. Manyetron püskürtme ve termal buharlaştırma yöntemleriyle oluşturulan vanadyum alt tabakanın kesit taramalı elektron mikroskobu veya SEM görüntüleri burada sunulmuştur. Farklı substrat sıcaklıklarında oluşturulan bizmut nanoteller için SEM görüntüleri sunulmuştur.Bismut nanotellerinin kristal yapısı; transmisyon elektron mikroskopisi, seçili alan elektronlele kırınımı ve x-ışını kırınımı çalışmalarıyla belirlenmiştir. Enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi ile yapılan elementel analiz, bismut nanotellerinin alt katmandaki vanadyum ile alaşım oluşturmadığını göstermektedir. Bu videoyu izledikten sonra, eğik büyüme yönteminin nasıl gerçekleştirildiğine dair iyi bir anlayış kazanmış olmalısınız.Tek kristalli nano teller, yüksek vakum altında termal buharlaştırma yöntemiyle sentezlenir. Bu prosedür uygulanırken, nano tellerin boyutlarını önemli ölçüde etkileyebileceği için alt tabaka sıcaklığının hassas bir şekilde kontrol edilmesi önemlidir. Ayrıca, sentezlenen malzemelerin oluşum sonrası oksitlenmesini önlemek için düşük baz basınç kritik öneme sahiptir. Bu teknik, nanoyapıların fiziksel sentezi alanındaki araştırmacıların, yüksek kaliteli ve hiper nanoyapılar için yüzey enerjisini itici bir güç olarak kullanmalarının yolunu açmıştır.

seedless-growth-bismuth-nanowire-array-via-vacuum-thermal

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu makale KVH'tan dikey hizalanmış karbon nanotüp diziler imal etmek ve akabinde tavlama veya kuru oksidasyon işlemi vakum onları teşhir ederek ıslatma özelliklerini ayarlamak için basit bir yöntem açıklanır.

Karbon Nanotube Dizilerin Islatma Özellikleri Tuning Tedaviler Tavlama Kuru Oksidasyon ve Vakum

Biz cihaz imalat ve karbon nanotüp tabanlı yüksek frekans biyosensörler için ölçü protokol açıklar. Yüksek frekans algılama tekniği temel iyonik (Debye) tarama etkisi azaltır ve geleneksel elektronik biyosensörler başarısız yüksek iyonik gücü çözümleri ameliyat olmak için nanotüp biyosensör sağlar. Teknolojimiz noktası bakım (POC) fizyolojik gerekli koşulların faaliyet gösteren elektronik biyosensör için benzersiz bir platform sağlar.

Yüksek İyonik Güç Çözümleri Algılama için karbon Nanotube Yüksek Frekans nanoelektronik Biyosensör Fabrikasyon

Biz dikey olarak sipariş küçük moleküler organik nanotellerin bir ultra yüksek yoğunluklu dizi imalatı için basit bir yöntem rapor. Bu yöntem ucuz keyfi yüzeylerde yetiştirilebilir karmaşık heterostructured hibrid nanotel geometri, sentezi sağlar. Bu yapılar organik elektronik, optoelektronik, kimyasal algılama, fotovoltaik ve spintronics potansiyel uygulamalar var.

Keyfi Yüzeyler üzerinde Dikey dizilmiş Küçük-moleküler Organik Nanoteller bir ultra yüksek Yoğunluk Dizi

Bir teknik kontak / substrat ve tek GaN nanotel cihazların iletişim / KB arayüzlerin incelenmesi ve karakterizasyonu için izin vermek için kendi alt tabakadan Ni / Au temas metal filmler kaldırır geliştirilmiştir.

Tek GaN Nanotel Cihazlar İletişim arabirimleri Analizi

Silikon arayüzlerinin yüzey katkılaması için ayrıntılı bir prosedür sağlanmıştır. Ultra sığ yüzey katkısı, fosfor içeren tek tabakalar ve hızlı tavlama işlemi kullanılarak gösterilmiştir. Yöntem, makroskopik alan yüzeylerinin yanı sıra nanoyapıların dopingi için de kullanılabilir.

Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

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.

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Kalay sülfür (SnS), Dünya'da bol miktarda bulunan, toksik olmayan güneş pilleri için aday bir malzemedir. Burada, %4,36 sertifikalı güç dönüştürme verimliliği sağlayan atomik katman biriktirme ve %3,88 sağlayan termal buharlaşma kullanan SnS güneş pillerinin üretim prosedürünü gösteriyoruz.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Düşük sıcaklıkta dikey olarak hizalanmış karbon nanotüplerin büyümesi ve ardından yarı iletken fabrikasyonu kullanılarak dikey ara bağlantı elektrik test yapılarının imalatı için bir yöntem sunulmaktadır.

Yarıiletken Teknolojisi ile uyumlu Düşük Sıcaklık Karbon Nanotüp Dikey Bağlantıları Fabrikasyon

Biz substrat bağlı Au nanowires sentezlemek için bir çözüm tabanlı yöntemi bildirin. Sentez sırasında kullanılan moleküler ligandlar PLL Dijital ayar, Au nanowires farklı yüzey özellikleri ile çeşitli yüzeyler üzerinden yetiştirilen olabilir. Au nanowire tabanlı nanoyapıların da tepki parametreleri ayarlayarak sentez.

Substrat bağlı Au Nanowires bir aktif yüzey büyüme mekanizması yoluyla sentezi

Makaleyi gelecekteki düşük boyutlu nanoelektronik geliştirilmesi için bir standart ve güvenilir üretim yordamı tanıtmak amaçlanmaktadır.

İki boyutlu nanoelektronik imal etmek standart ve güvenilir bir yöntem

Burada, dikey olarak hizalanmış karbon nanofiberlerin (VACNF'ler) mikrofabrikasyon edilmesi, VACNF'lerin esnek substratlara aktarılması ve VACNF'lerin biyomolekül ve boya dağıtımı için bitkilere hem sert hem de esnek substratlar üzerinde uygulanması için yöntemleri açıklıyoruz.

Biyomoleküllerin ve boyaların bitkilere verilmesi için sert veya esnek substratlar üzerinde dikey olarak hizalanmış karbon nanofiber dizilerinin kullanılması

Öğrenin, vakum ısıl buharlaşma ile katalizörsüz bizmut nanotellerin ölçeklenebilir sentezini. Yüksek saflıkta tek kristal nanoteller üretmek için bu yöntemi keşfedin.

Vakum Isıl Buharlaşma yoluyla bizmut Nanotel Array Çekirdeksiz Büyüme

Daha fazla video keşfet