Name: C problama 84 Taramalı Uç Mikroskobu ve Molecular Dynamics Kullanarak Si Maddesini Gömülü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-28T12:30:00.000+00:00
Duration: 13 min 58 s
Description: Keşfedin C84 gömülü silikon alt tabaka heteroeklemlerinin elektronik ve optoelektronik özelliklerini moleküler dinamik simülasyonları ve taramalı uç mikroskobu kullanarak. Bu yöntem nanomalzeme araştırmalarında yeni uygulamalar sunar.

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

Yazarlar, MOST-102-2923-E-492- 001-MY3 (W. J. Lee) ve NSC-102- 2112-M-005-003-MY3 (M. S. Ho) Sözleşme No'ları kapsamında bu araştırmaya verdikleri mali destek için Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'na teşekkür eder. Tayvan Yüksek Performanslı Bilgi İşlem'in bu araştırmayı kolaylaştırmak için büyük bilgi işlem kaynakları sağlama konusundaki desteği de minnetle kabul edilmektedir.

<ol><li>Kroto, H. W., Heath, J. R., O'Brien, S. C., Curl, R. F., Smalley, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((C60%3A+Buckminsterfullerene%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">C60: Buckminsterfullerene.</a> Nature. 318, 162-163 (1985).</li>
<li>Zhu, Z. P., Gu, Y. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+of+carbon+caps+and+formation+of+fullerenes%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Structure of carbon caps and formation of fullerenes.</a> Carbon. 34, 173-178 (1996).</li>
<li>Margadonna, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystal+Structure+of+the+Higher+Fullerene+C84%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Crystal Structure of the Higher Fullerene C84.</a> Chem. Mater. 10, 1742-1744 (1998).</li>
<li>Diederich, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Higher+Fullerenes%3A+Isolation+and+Characterization+of+C76%2C+C84%2C+C90%2C+C94%2C+and+C70O%2C+an+Oxide+of+D5h-C70%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The Higher Fullerenes: Isolation and Characterization of C76, C84, C90, C94, and C70O, an Oxide of D5h-C70.</a> Science. 252, 548-551 (1991).</li>
<li>Lv, Z., Deng, Z., Xu, D., Li, X., Jia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+organic+light-emitting+diodes+with+C60+buffer+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Displays%22%5BJournal%5D)">Efficient organic light-emitting diodes with C60 buffer layer.</a> Displays. 30, 23-26 (2009).</li>
<li>Tokunaga, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+difference+in+electronic+properties+between+fullerene+C60+and+C60X2%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">On the difference in electronic properties between fullerene C60 and C60X2.</a> Chem. Phys. Lett. 476, 253-257 (2009).</li>
<li>Basa, D. K., Smith, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Annealing+and+crystallization+processes+in+a+hydrogenated+amorphous+Si---C+alloy+film%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Annealing and crystallization processes in a hydrogenated amorphous Si---C alloy film.</a> Thin Solid Films. 192, 121-133 (1990).</li>
<li>Neudeck, P. G., Powell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+limiting+micropipe+defects+in+silicon+carbide+wafers%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Electron+Device+Lett%22%5BJournal%5D)">Performance limiting micropipe defects in silicon carbide wafers.</a> IEEE Electron Device Lett. 15, 63-65 (1994).</li>
<li>Huang, C. P., Su, C. C., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intramolecular+Structures+of+C60+and+C84+Molecules+on+Si%28111%29-7x7+Surfaces+by+Scanning+Tunneling+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Intramolecular Structures of C60 and C84 Molecules on Si(111)-7x7 Surfaces by Scanning Tunneling Microscopy.</a> Appl. Surf. Sci. 254, 7712-7717 (2008).</li>
<li>Huang, C. P., Su, C. C., Su, W. S., Hsu, C. F., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-measurements+of+electronic+and+mechanical+properties+of+fullerene+embedded+Si%28111%29+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nano-measurements of electronic and mechanical properties of fullerene embedded Si(111) surfaces.</a> Appl. Phys. Lett. 97, 061908(2010).</li>
<li>Huang, C. P., Hsu, C. F., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+Fullerene+Embedded+Silicon+Surfaces+with+Scanning+Probe+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanosci.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Investigation of Fullerene Embedded Silicon Surfaces with Scanning Probe Microscopy.</a> J. Nanosci. Nanotechnol. 10, 7145-7148 (2010).</li>
<li>Huang, C. P., Su, W. S., Su, C. C., Ho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+Si%28111%29+surface+with+embedded+C84+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Characteristics of Si(111) surface with embedded C84 molecules.</a> RSC Adv. 3 (111), 9234-9239 (2013).</li>
<li>Method of forming self-assembled and uniform fullerene array on surface of substrate. US Patent. , US9109278 (2015).</li>
<li>Plimpton, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+Parallel+Algorithms+for+Short-Range+Molecular+Dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Phys%22%5BJournal%5D)">Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics.</a> J. Comp. Phys. 117, 1-19 (1995).</li>
<li>Su, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+a+functional+C84+monolayer+to+improve+the+mechanical+properties+and+alter+substrate+deformation%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Using a functional C84 monolayer to improve the mechanical properties and alter substrate deformation.</a> RSC Adv. 5, 47498-47505 (2015).</li>
<li>Stukowski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+and+analysis+of+atomistic+simulation+data+with+OVITO-+the+Open+Visualization+Tool%5BTitle%5D)+AND+%22Modelling+Simul.+Mater.+Sci.+Eng%22%5BJournal%5D)">Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO- the Open Visualization Tool.</a> Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 18, 015012(2010).</li>
<li>Watson, P. R., Hove, M. A. V., Hermann, K. Open Surface Structure Database. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.fhi-berlin.mpg.de/KHsoftware/oSSD ">http://www.fhi-berlin.mpg.de/KHsoftware/oSSD </a> (2014).</li>
<li>Tersoff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+empirical+model+for+the+structural+properties+of+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">New empirical model for the structural properties of silicon.</a> Phys. Rev. Lett. 56, 632(1986).</li>
<li>Stuart, S. J., Tutein, A. B., Harrison, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+reactive+potential+for+hydrocarbons+with+intermolecular+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">A reactive potential for hydrocarbons with intermolecular interactions.</a> Journal of Chemical Physics. 112, 6472(2000).</li>
<li>Rapaport, D. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRapaport%2C+DC+%22The+Art+of+Molecular+Dynamics+Simulations%22">The Art of Molecular Dynamics Simulations</a>. , Cambridge University Press. (1997).</li>
<li>Fowler, P. W. Cn Fullerenes. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.nanotube.msu.edu ">http://www.nanotube.msu.edu </a> (2013).</li>
<li>Chandra, N., Namilae, S., Shet, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+elastic+properties+of+carbon+nanotubes+in+the+presence+of+Stone-Wales+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Local elastic properties of carbon nanotubes in the presence of Stone-Wales defects.</a> Phys. Rev. B. 69, 094101(2004).</li>
<li>Honeycutt, J. D., Andersen, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Dynamics+Study+of+Melting+and+Freezing+of+Small+Lennard-Jones+Clusters%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Molecular Dynamics Study of Melting and Freezing of Small Lennard-Jones Clusters.</a> J. Phys. Chem. 91, 4950(1987).</li>
<li>Schulz, M. J., Kelkar, A. D., Sundaresan, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchulz%2C+MJ+%22Nanoengineering+of+Structural%2C+Functional+and+Smart+Materials%22">Nanoengineering of Structural, Functional and Smart Materials</a>. , Taylor & Francis. 736(2005).</li>
<li>Ju, S. P., Wang, C. T., Chien, C. H., Huang, J. C., Jian, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Nanoindentation+Responses+of+Nickel+Surfaces+with+Different+Crystal+Orientations%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Simulation%22%5BJournal%5D)">The Nanoindentation Responses of Nickel Surfaces with Different Crystal Orientations.</a> Molecular Simulation. 33, 905-917 (2007).</li>
<li>Mishin, Y., Suzuki, A., Uberuaga, B. P., Voter, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stick-slip+behavior+of+grain+boundaries+studied+by+accelerated+molecular+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Stick-slip behavior of grain boundaries studied by accelerated molecular dynamics.</a> Phys. Rev. B. 75, (2007).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

<html> Bu çalışmada, (Şekil 1), yeni bir tavlama işlemi ile Si alt-tabaka üzerinde Cı 84 bir kendi kendine bir araya tek tabaka imalat göstermektedir. Bu işlem, nanopartikül gömülü iletken yüzeyler başka türlü hazırlamak için de kullanılabilir. C 84 Si substrat UHV-STM (Şekil 2), saha emisyon spektrometresi, foto-ışıldama spektroskopisi, MFM ve SQUID (Şekil 3) kullanılarak atomik ölçekte karakterize edildi Gömülü. Cı <su...

Fulleren moleküller ve nedeniyle mükemmel yapısal özellikler, elektronik iletkenlik, mekanik mukavemet ve kimyasal özellikleri 1-4&#39;e de nano arasındaki ayırt edici ihtiva kompozit malzemeler. Bu malzemeler elektronik, bilgisayar, yakıt hücresi teknolojisi, güneş pilleri ve saha emisyon teknolojisi 5,6 gibi alanlarda, bir dizi son derece yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Bu malzemeler arasında, silisyum karbür (SiC) nanoparçacık kompozitler, geniş bant boşluğu, yüksek ısı iletkenliği ve istikrar, yüksek elektrik arıza yeteneği, ve kimyasal eylemsizlik özellikle dikkat sayesinde aldık. Bu faydalar optoelektronik cihazlar özellikle açıktır, metal oksit yarıiletken alan etkili transistörler (MOSFET), ışık yayan diyotlar (LED&#39;ler) ve yüksek güç, yüksek frekans ve yüksek sıcaklık uygulamaları. Bununla birlikte, yüksek yoğunluklu kusurları yaygın Sözleşmenin yüzeyinde görülenÖnal silisyum karbür bile cihaz arızası 7,8 giden, elektronik yapısı üzerinde zararlı etkileri olabilir. SiC uygulaması 1960 yılından beri çalışılmıştır gerçeğine rağmen, bu özel çözümlenmemiş sorun olmaya devam etmektedir. Bu çalışmanın amacı, bir C 84 fabrikasyon sonuçlanan malzemelerin, elektronik optoelektronik, mekanik, manyetik, ve alan emisyon özelliklerinin kapsamlı bir anlayış elde etmek için Si substrat heteroeklem ve sonraki analizlere Gömülü oldu. Biz de moleküler dinamik hesaplamaları yeni uygulaması ile, nanomateryallerin özelliklerini tahmin etmek sayısal simülasyonu kullanarak sorunu ele.

<table><tbody><tr><td>Silikon gofret</td><td></td><td></td><td>Si(111). Tip/Katkı Maddesi: P/Bor; Direnç: 0.05-0.1 Ohm & # 183; cm</td></tr><tr><td>Karbon, C < alt > 84 < / alt ></td> <td>Efsane Yıldız</td><td></td><td>C < alt > 84 < / alt> toz,% 98</td></tr> <tr><td>Hidroklorik asit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>84422</td><td>RCA,% 37</td></tr> <tr><td>Amonyum</td><td>Choneye Saf Kimyasal</td><td></td><td>RCA,% 25</td></tr> <tr><td>Hidrojen peroksit</td><td>Choneye Saf Kimyasal</td><td></td><td>RCA,% 35</td></tr> <tr><td>Azot</td><td>Ni Ni Hava</td><td></td><td>yüksek basınçlı şişe,% 95</td></tr> <tr><td>Tungsten</td><td>Nilaco</td><td>461327</td><td>teli, çap 0,3 mm, uç</td></tr><tr><td>Sodyum hidroksit</td><td>UCW</td><td>85765</td><td>aşındırma Uç için tungsten tel</td></tr><tr><td>Aseton</td><td>Marcon İnce Kimyasallar</td><td>99920</td><td>sıvı kromatografisi ve UV spektrofotometrisi için uygun</td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Marcon Fine Chemicals</td><td>64837</td><td>sıvı kromatografisi için uygun ve UV-spektrofotometri</td></tr><tr><td>UHV-SPM</td><td>JEOL Ltd</td><td>JSPM-4500A</td><td>Ultra Yüksek Vakumlu Taramalı Tünel Açma Mikroskobu ve Ultra Yüksek Vakumlu Atomik Kuvvet Mikroskobu</td></tr><tr><td>Güç kaynağı</td><td>Keithley</td><td>237</td><td>Yüksek Gerilim Kaynak Ölçüm Ünitesi</td></tr><tr><td>SQUID</td><td>Quantum desigh</td><td>MPMS-7</td><td>Manyetik alan kuvveti: &plusmn; 7.0 Tesla, Sıcaklık aralığı: 2&#8211; 400 K, Manyetik-dipol aralığı: 5&nbsp; &zamanlar; &nbsp; 10-7 &#8211; 300 emu</td></tr><tr><td>ALPS</td><td>Ulusal Yüksek Performanslı Bilgi İşlem Merkezi, Tayvan</td><td></td><td>Gelişmiş Büyük Ölçekli Paralel Süper Küme, 177Tflops; 25.600 CPU çekirdeği; 73.728 GB RAM; 1.074 TB depolama</td></tr></tbody></table>

c problama<sub&gt; 84</sub&gt; taramalı uç mikroskobu ve molecular dynamics kullanarak si maddesini gömülü

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

Bu çalışma, bir dizi tasarlanmış Cı 84 Si substratı Gömülü bir ultra yüksek vakum odası içinde kontrollü bir kendi kendine montaj yöntemi kullanılarak imal bildirir. C 84 özellikleri, bu tür atom çözünürlüklü topoğrafya, devletlerin yerel elektronik yoğunluk, bant boşluk enerjisine, saha emisyon özelliklerinin, nanomekanik sertliği ve yüzey manyetizma olarak, Si yüzey Gömülü ultra altında yüzey analiz teknikleri kullanarak çeşitli incelendi yüksek vakum (UHV) koşullarının yanı sıra bir atmosfer sistemi. Deneysel sonuçlar C 84 yüksek tekdüzelik Si yüzey kontrollü bir öz-montaj nanoteknoloji mekanizmasını kullanarak, kesme aletleri alan emisyon ekran (FED), optoelektronik cihaz imalat, MEMS uygulanmasında önemli bir gelişmeyi temsil fabrikasyon Gömülü ve çabaları göstermek karbür yarı iletkenler için uygun bir yedek bulmak için. Yarı deneysel potansiyeli olan moleküler dinamik (MD) yöntemi olabilir bC 84 nanoindentation incelemek için kullanılan e Si substrat Gömülü. MD simülasyonunu yapmak için ayrıntılı bir açıklama sunulmuştur. Böyle girinti kuvveti, Young modülü, yüzey sertliği, atom stres ve atomik suşu olarak MD simülasyon mekanik analiz üzerine kapsamlı bir çalışma için ayrıntılar yer almaktadır. girinti modeli atom stres ve von Mises-gerinme dağılımları atomlarla düzeyde zaman değerlendirme ile deformasyon mekanizmasını izlemek için hesaplanabilir.

. Düzensiz Si (111) yüzeyi üzerinde Cı 84 moleküllerinin bir tek-tabakalı Şekil 1, bir UHV odasında kontrollü kendini montaj işlemi kullanılarak imal içerisinde değişik derecelerde UHV-STM tarafından ölçülen topografik görüntüleri bir dizi gösterilmektedir: (a) 0.01 mL, (b) 0.2 mL, (c) 0.7 mi, ve (d) 0.9 ml. C 84 gömülü Si substrat elektronik ve optik özellikleri aynı zamanda STM ve PL (Şekil 2) gibi yüzey analiz teknikleri, çeşitli kullanılarak incelenmiştir. Elde...

Bu makale, nanoölçümler ve moleküler dinamik simülasyon ile incelenen ve doğrulanan bir fulleren Si substratının nanomalzeme üretimini bildirmektedir.

C problama<sub&gt; 84</sub&gt; Taramalı Uç Mikroskobu ve Molecular Dynamics Kullanarak Si Maddesini Gömülü

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The ...

Bu çalışmanın amacı, C84 gömülü bir silikon substrat hetereeklemi oluşturmak ve ortaya çıkan malzemelerin elektronik, optoelektronik, mekanik, manyetik ve alan emisyon özelliklerini kapsamlı bir şekilde anlamak için analizler gerçekleştirmektir. Nanomalzemeler, malzeme devriminin yükselen bir trendini temsil etmektedir. Bir taramalı prob mikroskobu yardımıyla, yüzeylerdeki nanoyapıların karakteristiklerini yeterli bir çözünürlükle tanımlayabileceğiz.Moleküler dinamik simülasyonu kullanarak, girintileme sürecinin türe bağlı atomik ve mekanik davranışlarını izleyebiliriz. Tüm simülasyonlar, NCHC'nin ALPS süper kümesinde paralel hesaplama ile gerçekleştirilmiş ve tüm deneysel çalışmalar NCHU'nun nanobilim laboratuvarında yapılmıştır. Prosedürleri uygulamayı gösterecek kişiler grubumdan Che-Fu, Pei-Fang, Ya-Chi ve Wei-Pin olacaktır.İlk olarak, silikon 111 alt tabakasını, bir çözücü uygulaması ve ardından alt tabaka yüzeyindeki oksit tabakasını ve safsızlıkları gidermek için ultra yüksek vakum sisteminde ısıtmayı içeren bir temizleme işlemine tabi tutun. Silikon yüzeyine C84 biriktirmek için, safsızlıkların gaz çıkışını teşvik etmek amacıyla bir Castle evaporatörünü, ısıtma filamentleri aracılığıyla harici bir güç kaynağıyla 500 degrees celsius dereceye önceden ısıtın. Ardından, C84 nanoparçacıklarını bir Castle kabına yükleyin.Ardından, C84 nanoparçacıklarını buharlaştırmak için Castle'ı rezistif olarak 650 °C'ye ısıtın. Şimdi, 5 × 10⁻⁸ Pa'nın altındaki bir basınçta, kontrollü bir valf aracılığıyla C84 nanoparçacıklarını silikon substrata çarpana kadar düz hatlar halinde buharlaştırın. Bunu takiben, 1x1 yapılarını elde etmek için ALBA silikon 111 substratını ultra yüksek vakum sisteminde 900 °C'de ön ısıtmaya tabi tutun.C84 nanoparçacıklarının alt tabaka yüzeyine çökelmesi için sıcaklığı 650 degrees celsius dereceye düşürün ve 30 dakika bekleyin. ALBA silikon alt tabakada, toz halindeki C84 nanoparçacıklarının silikon 111 alt tabaka yüzeyinde oldukça düzenli bir fulleren dizisi oluşturacak şekilde kendi kendine organize olduğu yaklaşık 750 degrees celsius sıcaklıkta 12 saat bekletin. Bu noktada, C84 gömülü silikon alt tabakayı bir taramalı prob mikroskopu veya SPM örnek tutucusuna yerleştirin.Numuneyi değişim odasından numune hazırlama odasına aktarın. Tutucuyu bir UHV-STM tarama başlığı sistemine yerleştirin ve numuneyi bir gözlem odasına aktarın. Ardından, uygulanan numune biasını eksi beşten artı beş volta kadar tarayın.Ardından, atomik çözünürlükte tünelleme akımı gözünü ölçmek için IV ölçüm öğesine tıklayın. Ölçümler için C84 gömülü silikon substrat üzerinde en iyice 20 özel konum seçin. Bant aralığı enerjisini ölçmek için, metin protokolünde belirtilen yüzeylerden daha önce açıklanan şekilde IV eğrileri elde edin.Bunun ardından, C84 gömülü silikon substratı bir alan emisyonu (FE) numune tutucusuna yerleştirin. Tutucuyu FE analiz odasına yerleştirin. Ardından, FE ölçümü için odayı yaklaşık 5 x 10⁻⁵ pascal basınca kadar vakumlayın.Substrata uygulanan voltajı manuel olarak 100'den 1.100 volta yükseltin. Bir akım amplifikatörlü yüksek voltaj kaynak ölçüm ünitesi kullanarak, uygulanan voltajın bir fonksiyonu olarak karşılık gelen alan emisyon akımını ölçün. Ardından, test substratını bir optik emisyon ölçüm sisteminin numune bölmesinin merkezine yerleştirin.Ardından, 325 nanometre emisyonlu bir helyum kadmiyum lazer kaynağı odaklayın. Spektrometreyi kurduktan sonra, yayılan fotonları toplayıp analiz ederek fotolüminesans spektrumunu elde edin. Manyetik kuvvet spektroskopisi veya MFM ölçümleri öncesinde, yaklaşık 2 kilo oersted alan şiddetine sahip bir mıknatıs uygulayarak C84 gömülü silikon substrat örneklerini mıknatıslaştırın.Magnetize edilmiş örneği MFM örnek tablasına yerleştirdikten sonra, numune yüzeyine dik mıknatıslanma uygulayarak lift modundaki MFM'yi kullanarak silikon substrata gömülü manyetik alan içindeki fullerenin mikro yapısını gözlemleyin. Bunu takiben, SQUID deneyleri öncesinde, yaklaşık 2 kilo oersted alan şiddetine sahip bir mıknatıs uygulayarak C84 gömülü silikon substrat örneklerini ve C84 gömülü silikon substrat üzerindeki C84 kümelerini magnetize edin. Magnetize edilen örneği SQUID'e yerleştirin.Ardından, yaklaşık 2 kilo oersted aralığında tarayıcı bir manyetik alan uygulayın. Oda sıcaklığındaki SQUID ölçümlerinde, dış manyetik alana karşı çizilmişle manyetizasyon döngülerini elde edin. C84 gömülü silikon substratın sertliğini ölçmek için, önce substratlardan birini bir AFM veya atomik kuvvet mikroskobu numune tablasına yerleştirin.Ardından, uygun silikon alt tabakalardan atmosferik koşullar altında kuvvet ölçümleri elde edin. AFM ve bir UHV sistemi kullanarak, daha önce açıklanan şekilde uygun silikon alt tabakalardan kuvvet ölçümleri alın. Silikon alt tabakayı hazırlamak için OSSD yazılımını çalıştırın.Arama kriterleri panelini görüntülemek için arama düğmesine tıklayın. Silikon altlık, elementel tip, yeniden yapılandırılmış yapı, yarı iletken elec, elmas kafes, 111 yüzü ve yedi çarpı yedi desen seçeneklerini belirleyin. Ardından, yapı listesi panelini görüntülemek için arama ve kabul düğmelerine tıklayın.İstenilen silikon 111 yedi çarp yedi yüzey yapısına tıklayın. Şimdi, dosya butonuna tıklayın ve koordinat dosyasını bir xyz dosyası olarak kaydedin. Ardından, Ovito yazılımını açın, xyz dosyasını yazılıma yükleyin ve X ve Y yönlerinde 26.878 çarp 46.554 angstrom karelik uygun boyutta bir silikon 111 yedi çarp yedi yüzey yapısı süper hücresi yakalamak için slice komutunu kullanın.Hücre boyutunu X ve Y yönlerinde ayarlamak ve hücreyi sıfır başlangıç noktasına taşımak için simülasyon hücresi komutunu kullanın. Modeli normal yönde 5.714 angstrom kaydırmak için afin dönüşümünü kullanın ve dönüşüm matrisine tıklayın. Normal yönde en alttaki atom katmanını kesmek için dilimleme komutunu kullanın.Veri dosyasını LAMMPS formatında dışa aktarın. LAMMPS veri dosyası formatı ile hücre sınırları tanımlanmış olacaktır. Verileri LAMMPS formatında Ovito'ya yeniden yükleyin.Hücre içindeki yapıyı yeniden düzenlemek için wrap at periodic boundaries komutunu kullanın. Modeli normal yönde 84,6 angstrom kaydırmak için affine transformation özelliğini kullanın ve transform matrix seçeneğine tıklayın. Hücre boyutunu Z yönünde 150 angstrom olarak ayarlamak için simulation cell komutunu kullanın.Veri dosyasını LAMMPS formatında dışa aktarın. Verileri Ovito'ya yeniden yükleyin. Alt tabakanın boyutunu büyütmek için, X ve Y yönlerinde beş çarpı üç süper hücreyi çoğaltmak amacıyla "show periodic images" özelliğini kullanın.Veri dosyasını LAMMPS formatında dışa aktarın. Uygun boyutta bir silisyum 111 süper hücresi koordinasyon dosyası hazırladıktan sonra verileri Ovito'ya yükleyin. Alt tabakanın boyutunu büyütmek için X, Y ve Z yönlerinde beş çarpı üç çarpı sekizlik bir süper hücreyi çoğaltmak üzere periyodik görüntüleri göster seçeneğini kullanın.Modeli Z yönünde 37,6184 angstrom kaydırarak başlangıç noktasına taşımak için afin dönüşümü kullanın ve dönüşüm matrisini seçin. Veri dosyasını LAMMPS formatında dışa aktarın. Silikon 111 yedi çarp yedi yüzey ve silikon 111 alt tabaka modellerinin veri dosyalarını bir metin düzenleyici kullanarak birleştirin.Silikon 111 yedi çarpı yedi altlık modeli hazırdır. C84 fulleren tek katmanını hazırlamak için, C84 fulleren koordinasyon dosyasını webden indirin. Bal peteği yapısında düzenlenmiş yedi çarpı yedi C84 fullerenini çoğaltmak için özel olarak geliştirilmiş bir program kullanın.Ardından, C84 tek katmanını silikon 111 yedi x yedi yüzeyine üç angstrom mesafede yerleştirmek için özel olarak hazırlanmış bir program kullanın. LAMMPS betiğindeki simülasyon modelini yüklemek için load data komutunu kullanın. Daha sonra, beş nanometrelik küresel bir prob oluşturmak için region ve create atom komutlarını ayarlayın.Son olarak, girintileme simülasyonu için bir LAMMPS girdi betiği hazırlayın ve ayrıntılı mekanik özellikleri hesaplayın. Kontrollü bir kendi kendine düzenlenme süreci kullanılarak düzensiz bir silikon 111 yüzeyi üzerinde tek katmanlı C84 molekülleri oluşturulmuştur ve çeşitli kapsama derecelerinde UHV-STM ile ölçülen bir dizi topografik görüntü burada gösterilmiştir. C84 gömülü silikon substratın elektronik ve optik özellikleri, STM ve fotolüminesans analiz teknikleri kullanılarak incelenmiştir.Numunelerin mükemmel malzeme özellikleri, nanoteknolojinin atomik ve nano ölçeklerde madde kontrolü için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir. MFM ve SQUID sonuçları, C84 gömülü alt tabakanın yüzey manyetizmasını ortaya koymaktadır. UHV-AFM sonuçları, C84 gömülü silikon alt tabakanın; yüksek sıcaklık, yüksek güç ve yüksek frekans uygulamaları için nanoelektronik cihazlarda yarı iletken karbürle karşılaştırılabilir bir alternatif olma potansiyelini kanıtlamaktadır.Manyetik ve mikroelektromekanik sistemlerin yanı sıra. C84 gömülü altlığın nanoindentasyonuna ilişkin moleküler dinamik simülasyon süreci burada gösterilmektedir. Fulleren gömülü altlığın mekanik özellikleri burada gösterilmektedir.İndentasyon derinliğine bağlı ilgili anlık görüntüler burada görülebilir. İndentasyon kuvvetinin indentasyon derinliğine bağlı sonuçları; C84 tek katmanının sertliğini, indirgenmiş modülünü ve şişme sertliğini hesaplamak için kullanılır. Nanomalzemelerin, kimyasal, fiziksel ve mekanik özelliklerinin katmanlı birimi nedeniyle bilim ve teknolojilerde uygulanabilir bir gelişme sağlayacağı günümüzde yaygın bir kanıdır.Sadece tek bir fullerene mono-tabakası ile silikon substratın özellikleri önemli ölçüde değiştirilebilir. Çalışmamızda, fullerene gömülü silikon substratın dalgalı bir kenara, iyi yakıt emisyon özelliklerine ve yüksek bir mukavemete sahip olduğu, ayrıca fullerenen'in manyetik olduğu görülmüştür. Önerdiğimiz substratların, nanoteknolojideki daha geniş uygulamalarda daha iyi bir performans sergileyeceğine inanıyorum.Bu videoyu izledikten sonra, yüzey manyetizması için deneylerin ve simülasyonların nasıl gerçekleştirileceği konusunda kapsamlı bir anlayışa sahip olmanız gerekir. Bu kapsamlı tekniklerin gösterimi, araştırmacıların malzemelerin temel özelliklerini keşfetmelerine yol açacaktır.

probing-c84-embedded-si-substrate-using-scanning-probe-microscopy

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Tarama-prob tek elektron kapasite spektroskopisi lokalize yeraltı bölgelerde tek elektron hareket çalışma kolaylaştırır. Hassas bir şarj-algılama devre yarıiletken numune yüzeyinin altında dopant atomların küçük sistemleri araştırmak için bir kriyojenik tarama prob mikroskobu içine dahil edilmiştir.

Tarama-prob Tek elektron Kapasite Spektroskopisi

Kolloidal prob nanoskobu, kolloidal sistemlerin fiziksel stabilitesi ve pıhtılaşma kinetiği hakkında bilgi edinmek ve biyolojik sistemleri kullanarak ilaç keşfi ve formülasyon bilimlerine yardımcı olmak için çeşitli alanlarda kullanılabilir. İçinde açıklanan yöntem, bu tür sistemleri incelemek için nicel ve nitel bir araç sağlar.

Kolloidal Probe Nanoscopy kullanarak parçacık-parçacık Etkileşimleri Nicel ve Nitel Sınav

Çok çeşitli tek molekülleri kovalent olarak bir AFM ucuna bağlamak için bir protokol sunulmuştur. Bu moleküllerin katı mesnetler ve biyo-arayüzler üzerindeki yapışma kuvvetini ve serbest enerjisini belirlemek için prosedürler ve örnekler verilmiştir.

Atomik Kuvvet Spektroskopi Tek Molekül Yapışma incelenmesi

Deneycinin eliyle 3D olarak sürülen bir tarama probu mikroskobunun ucuyla, bir hareket yakalama sistemi ve tamamen sürükleyici sanal gerçeklik gözlükleri kullanarak, metal bir yüzey üzerindeki tek tek organik moleküllerin hassas manipülasyonunu gösteriyoruz.

El 3D Sanal Gerçeklik Arayüzü ile bir Tarama Prob Mikroskobu üzerinden Tek Moleküllerin Manipülasyon Kontrollü

İnce süper iletken filmlerdeki bireysel girdapların yerel mekanik temas kullanarak manipülasyonu için bir protokol sunuyoruz. Yöntem, akım, manyetik alan veya ek üretim adımlarının uygulanmasını içermez.

Yerel İletişim tarafından Vortex Manipülasyon KALAMAR Çalışması taranması

Silikon dopant atomlar nano saniye çözüldü şarj dinamikleri ile tarama tünel mikroskop gözlemlemek için tüm elektronik yöntemi göstermektedir.

Tüm elektronik Nanosecond çözüldü tarama tünelleme mikroskobu: tek Dopant şarj Dynamics incelenmesi kolaylaştırılması

Burada için geniş alan tarama prob nanolithography sonda diziler yinelemeli hizalama gibi hücre yüzeyine etkileşim çalışmaları için taş desen kullanımı tarafından etkinleştirilmiş bir iletişim kuralı mevcut.

Otomatik hizalama ve substrat imalat hücre kültür araştırmaları için uygulama tarafından kolaylaştırdı geniş alan tarama prob Nanolithography

Burada, interfacial su SINE kararlılık düşsel, moleküler manipülasyon ve tek-bond titreşim spektroskopisinin açısından atomik ölçekte dinamikleri ve yapısını araştırmak için bir protokol mevcut.

Tarama tünelleme mikroskobu ve spektroskopi ile Interfacial su dinamiği ve yapısını sondalama

Burada, nucleosome parçacıklar, statik ve hızlandırılmış atomik kuvvet mikroskobu (AFM) görüntüleme teknikleri kullanılarak tek molekül düzeyinde karakterize etmek için bir iletişim kuralı mevcut. Yakalama yapısı ve dinamik oluşturarlar içinde olan yüzey functionalization yöntemi sağlar nano, yüksek çözünürlüklü.

Atomik kuvvet mikroskobu Imaging'i kullanma oluşturarlar dinamikleri ve yapısını sondalama

Atomik kuvvet mikroskopisi (AFM), taramalı elektrokimyasal mikroskopi (SECM) ile birlikte, yani AFM-SECM, nano ölçekte malzeme yüzeylerinde aynı anda yüksek çözünürlüklü topoğrafik ve elektrokimyasal bilgiler elde etmek için kullanılabilir. Bu tür bilgiler, nanomalzemelerin, elektrotların ve biyomalzemelerin yerel yüzeylerindeki heterojen özellikleri (örneğin, reaktivite, kusurlar ve reaksiyon bölgeleri) anlamak için kritik öneme sahiptir.

Hibrit Atomik Kuvvet Mikroskobu-Taramalı Elektrokimyasal Mikroskop (AFM-SECM) Kullanarak Nanomalzemelerin Yüzey Elektrokimyasal Aktivitesinin Yoklandırılması

Nano ölçekli çözünürlüğe sahip büyük ölçekli numune incelemesi, özellikle nanofabrikasyon yarı iletken gofretler için geniş bir uygulama alanına sahiptir. Atomik kuvvet mikroskopları bu amaç için harika bir araç olabilir, ancak görüntüleme hızları ile sınırlıdır. Bu çalışma, yüksek verimli ve büyük ölçekli denetimler sağlamak için AFM'lerde paralel aktif konsol dizilerini kullanır.

Yüksek Verimli Büyük Ölçekli Numune Denetimi için Quattro-Paralel Konsol Dizileri ile Aktif Prob Atomik Kuvvet Mikroskobu

Keşfedin C84 gömülü silikon alt tabaka heteroeklemlerinin elektronik ve optoelektronik özelliklerini moleküler dinamik simülasyonları ve taramalı uç mikroskobu kullanarak. Bu yöntem nanomalzeme araştırmalarında yeni uygulamalar sunar.

C problama

Daha fazla video keşfet