Name: Toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince Film sentezi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-29T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: Keşfedin entropi stabilize oksitlerin toplu ve ince film sentezi yöntemini. Bu teknik, malzeme kimyasında ayarlanabilirlik sağlayarak manyetizma üzerindeki bozunma etkilerini araştırmak için kullanılır.

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

Bu eser kısmen Ulusal Bilim Vakfı Hibe tarafından No finanse edildi DMR-0420785 (XPS). Biz Michigan Üniversitesi Michigan Merkezi için malzeme karakterizasyonu, (MC)2, onun yardımı ile XPS ve Michigan Üniversitesi'nde Van Vlack laboratuvar XRD için teşekkür ederiz. Biz de Thomas Kratofil toplu malzeme hazırlama ile yaptığı yardım için teşekkür etmek istiyorum.

Dikkat: gerekli kişisel koruyucu ekipman (PPE) yakın parmaklı ayakkabılar, tam uzunlukta pantolon, koruyucu gözlük, partikül filtrasyonu maske, önlük ve eldiven dahil oksit tozları poz kişi tahriş ve göz teması tahriş için bir risk olarak giymek. Tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formları başlamadan ek KKE gereksinimleri için başvurun. Sentez bir duman hood gibi Mühendislik kontrolleri kullanımı ile yapılmalıdır.
1. toplu entropi stabilize oksit sentezi
<ol><li>
Kurucu oksit tozları kitle hesaplanması
	<ol>
<li>Hedef istenen toplam kütlesi kurucu ikili oksitler ortalama yoğunluğu tarafından istenen birimin çarparak tahmin ediyoruz. <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq3v2.jpg"> <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq4.jpg"> nerede <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq5.jpg"> ve <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq6.jpg"> köstebek kesir ve yoğunluğu <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq7.jpg"> th bileşeni. 1"(2,54 cm) çapı, ⅛" (0.3175 cm) kalın örnek, hedef birimin olduğunu <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq8.jpg"> 1,7 cm3.</li>
		<li>Her bileşen gerekli mol kurucu ikili oksitler ortalama molar kitle tarafından bu hedef kitle bölerek belirlemek. <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq9v2.jpg"> <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq10.jpg"> nerede <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq11.jpg"> molar kütlesi <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq7.jpg"> th bileşeni. Mol, sayısı, dönüştürmek <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq12.jpg"> , gram tarafından başa <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq13.jpg"> Not: Tablo 1 ve 2bileşenlerinin ve burada sentezlenmiş malzemelerin hedeflenen besteleri kitlelerin verilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Oksit tozları ön işleme
	<ol>
<li>Bir akik havaneli ve harç aşındırma ile 20 mL aqua regia (HNO3 + 3 HCl) temizleyin. Asit harç dökün ve havaneli ile alt temizlenene kadar eziyet. Asit uygun şekilde atın ve su ile durulayın.</li>
		<li>MgO 0.559 g, CoO 1.103 g, NiO 1.035 g, CuO 1.103 g ve temiz harç ZnO (için ekimolar kompozisyon) tozlar 1.129 g birleştirir.</li>
		<li>Temiz havaneli kullanarak eziyet saat yönünde hareketleri için 20 kullanıldığında toz, sonra 20 saat yönünün tersine döner. Bu en az 45 dk. kullanım harç taraftan toz kaldırmak ve toz harç merkezi aşağı fırça temiz metal bir spatula adımları tekrarlayın. Not: karıştırma ve zımpara tozu tam tozdur homojen ve gri-siyah renkte, ince görünür yere ve pürüzsüz bir duygu.</li>
		<li>Tozu taşıma için temiz, yapışmalı bir kaba aktarın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Seramik Pelet presleme Dikkat: ne zaman kalıp montaj ve basın kullanımdayken, eldiven ve koruyucu gözlük giymek. Tüm Kalıp Temizleme ve derleme adımları temiz kağıdı yüzeyinde uygulayın. Kullanılan bileşenleri Şekil 2' de gösterilmiştir.<ol>
<li>Yan ve iç yüzü kalıp madeni yağ ile küçük alt dalgıç ( Şekil 2a ve 2B'yietiketli C) yağlamak ve alt ile aynı hizada kadar die silindir içine yerleştirin.</li>
		<li>Böylece Kalıp kenarlarına kaplıdır tartmak kağıt kalıp boşluğuna roll. Toz kalıp alt dökün. Küçük dalgıç kalıp dışına düşmeye izin vermeden bölümü herhangi bir hava cepleri kaldırmak ve toz seviye tezgahın üzerine hafifçe dokunun. Tartmak kağıdı dikkatle çıkarın.</li>
		<li>Aseton az miktarda toz bir bulamaç şeklinde kalıp boşluğunda ekleyin. Hedef baskı altında ve boşlukları oluşumunu inhibe ederken bu tahıl akış sağlar.</li>
		<li>Yan ve iç yüzü dalgıç (Bölüm B Şekil 2a ve 2b) toz bozmamaya dikkat edin parafin yağı ile yağlayın. Bu bölümü kalıp içine yerleştirin. Üst ve alt plaka dahil olmak üzere Şekil 2 c, resimde gibi basarak makineye monte die yer ( Şekil 2a D yerlerinde ve 2b) bile bir yüzey sağlamak için.</li>
		<li>Soğuk uniaxial basında yer ölecek. 200 MPa ulaşılana kadar baskı kolu yuvası pompa. Sıkıştırılmış durumu 20 dakika için oturup basın izin. Toz densifies gibi basınç ile zaman sakin olur. Basıncı 200 MPa presleme süresi için korumak için gerektiğinde ekleyin. Uzak kalıp dışarı akması aşırı herhangi bir solvent silin.</li>
		<li>Basın basıncı serbest bırakmak. Dikkatli bir şekilde üst ve alt plaka çıkarın. Kaldırma kılıf ve kaldırma piston Şekil 2 ciçinde gösterildiği gibi yerleştirin. Yavaş yavaş, preslenmiş hedef açığa önce derlemesinden küçük die parça kaldırma tuşuna basın. Hedef ölmektedir maruz kadar derleme dikkatle basın. Yeşil vücut ve sinterleme için bir pota transfer dikkatli bir şekilde çıkarın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Seramik sinterleme Uyarı: Hedef malzemeleri yüksek sıcaklıklardan giderilecektir. Isıya dayanıklı eldiven ve bir yüz kalkanı pota sıcak fırını kaldırırken giymek.<ol>
<li>Preslenmiş toz uyacak bir alümina pota edinin ve 2 mm katman, Yttria-Stabilized zirkon (YSZ) 0.1-0.2 mm boncuk. Kat YSZ boncuk ile pota dibinde. Not: Yaklaşık 2 mm kalınlıkta hedef pota dibinde ile değil sağlamak için kaplama olması gerekir.</li>
		<li>Yavaş ve dikkatli preslenmiş hedef pota Center'a aktarın.</li>
		<li>Metal maşa kullanarak, dikkatle sinterleme fırını için pota taşıma. 50 ° C min-1, 1100 ° c sıcaklık artışı. 1100 ° c hava ortamında 24 h için hedef sinter.</li>
		<li>1100 ° C'de iken, pota ocağı kaldırın. Maşa kullanarak, hızlı bir şekilde oda sıcaklığında su hedef gidermek. Hedef 30 ~ şaplatın s, sonra sudan çıkarın ve kuru için ayarlayın.</li>
		<li>Hedef serin ve kuru olduğunda, hedef yoğunluğunu ölçmek ve teorik değeri karşılaştırmak <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq14v2.jpg"> , hesaplanan Bölüm 1. Hedef kitle üzerinde daha önce kullanılan denge ölçmek ve Çap pergeli kullanarak boyutlarını ölçün. Tahmini değeri için ölçülen yoğunluk oranı <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq15.jpg"> , yüzde teorik yoğunluğu verir. </li><li> <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq16.jpg"></li></ol></li></ol><ol><li><ol><li><li><li></li><li><li></li></ol></li><li><ol><li><li></li><li></li><li><li></ol></li><li> <ol><li></li><li> </li></ol></li><li><ol><li> </li><li> </li><li> </li><li> </li><li><li></ol></li></ol>

<ol><li>Tsai, M. H., Yeh, J. W. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645416306759">High-Entropy Alloys: A Critical Review.</a> Mater Res Lett. 2 (3), 107-123 (2014).</li>
<li>Yeh, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.200300567/abstract">Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes.</a> Adv Eng Mater. 6 (5), 299-303 (2004).</li>
<li>Gao, M. C., Carney, C. S., Dogan, N., Jablonksi, P. D., Hawk, J. A., Alman, D. E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.200300567/abstract">Design of Refractory High-Entropy Alloys.</a> Jom. 67 (11), 2653-2669 (2015).</li>
<li>Gludovatz, B., Hohenwarter, A., Catoor, D., Chang, E. H., George, E. P., Ritchie, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fracture-resistant+high-entropy+alloy+for+cryogenic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications.</a> Science. 345 (6201), 1153-1158 (2014).</li>
<li>Zou, Y., Ma, H., Spolenak, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastrong+ductile+and+stable+high-entropy+alloys+at+small+scales%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Ultrastrong ductile and stable high-entropy alloys at small scales.</a> Nat Commun. 6, 7748(2015).</li>
<li>Poulia, A., Georgatis, E., Lekatou, A., Karantzalis, A. E. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263436815302936">Microstructure and wear behavior of a refractory high entropy alloy.</a> Int J Refract Met Hard Mater. 57, 50-63 (2016).</li>
<li>Rost, C. M., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/ncomms9485">Entropy-stabilized oxides.</a> Nat Commun. 6, 8485(2015).</li>
<li>Jiang, S., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359646217305043">A new class of high-entropy perovskite oxides.</a> Scripta Mater. 142, 116-120 (2018).</li>
<li>Gild, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Entropy+Metal+Diborides%3A+A+New+Class+of+High-Entropy+Materials+and+a+New+Type+of+Ultrahigh+Temperature+Ceramics%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">High-Entropy Metal Diborides: A New Class of High-Entropy Materials and a New Type of Ultrahigh Temperature Ceramics.</a> Sci Rep. 6 (October), 37946(2016).</li>
<li>Schlom, D. G. <a target="_blank" href="http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.matsci.37.061206.113016">others Strain Tuning of Ferroelectric Thin Films.</a> Annu Rev Mater Res. 37, 589-626 (2007).</li>
<li>Zhao, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+control+of+antiferromagnetic+domains+in+multiferroic+BiFeO3+films+at+room+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Electrical control of antiferromagnetic domains in multiferroic BiFeO3 films at room temperature.</a> Nat Mater. 5 (10), 823-829 (2006).</li>
<li>Borisov, P., Hochstrat, A., Chen, X., Kleemann, W., Binek, C. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.94.117203">Magnetoelectric Switching of Exchange Bias.</a> Phys Rev Lett. 94 (11), 117203(2005).</li>
<li>Weidenkaff, A., Robert, R., Aguirre, M., Bocher, L., Lippert, T., Canulescu, S. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096014810700167X">Development of thermoelectric oxides for renewable energy conversion technologies.</a> Renew Energy. 33 (2), 342-347 (2008).</li>
<li>Pickett, W. E. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.61.433">Electronic structure of the high-temperature oxide superconductors.</a> Rev Mod Phys. 61 (2), 433-512 (1989).</li>
<li>Berardan, D., Franger, S., Dragoe, D., Meena, A. K., Dragoe, N. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pssr.201600043/abstract">Colossal dielectric constant in high entropy oxides.</a> Phys Status Solidi - Rapid Res Lett. 10 (4), 328-333 (2016).</li>
<li>Meisenheimer, P. B., Kratofil, T. J., Heron, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+Enhancement+of+Exchange+Coupling+in+Entropy-Stabilized+Oxide+Heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Giant Enhancement of Exchange Coupling in Entropy-Stabilized Oxide Heterostructures.</a> Sci Rep. 7 (1), 13344(2017).</li>
<li>Miracle, D. B. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11837-017-2527-z">High-Entropy Alloys: A Current Evaluation of Founding Ideas and Core Effects and Exploring &#34;Nonlinear Alloys.&#34;.</a> Jom. , 1-7 (2017).</li>
<li>Mannhart, J., Schlom, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxide+Interfaces-An+Opportunity+for+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Oxide Interfaces-An Opportunity for Electronics.</a> Science. 327 (5973), 1607-1611 (2010).</li>
<li>Mundy, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomically+engineered+ferroic+layers+yield+a+room-temperature+magnetoelectric+multiferroic%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Atomically engineered ferroic layers yield a room-temperature magnetoelectric multiferroic.</a> Nature. 537 (7621), 523-527 (2016).</li>
<li>Martin, L. W., Chu, Y. H., Ramesh, R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927796X1000032X">Advances in the growth and characterization of magnetic, ferroelectric, and multiferroic oxide thin films.</a> Mater Sci Eng R Rep. 68 (4), 89-133 (2010).</li>
<li>Saremi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+Electrical+Resistivity+and+Properties+via+Ion+Bombardment+of+Ferroelectric+Thin+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Enhanced Electrical Resistivity and Properties via Ion Bombardment of Ferroelectric Thin Films.</a> Adv Mater. 28 (48), 10750-10756 (2016).</li>
<li>Cullity, B. D., Weymouth, J. W. <a target="_blank" href="https://archive.org/details/elementsofxraydi030864mbp">Elements of X-ray Diffraction.</a> Am J Phys. 25 (6), 394-395 (1957).</li>
<li>Rijnders, G. J. H. M., Koster, G., Blank, D. H. A., Rogalla, H. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.118687">In situ monitoring during pulsed laser deposition of complex oxides using reflection high energy electron diffraction under high oxygen pressure.</a> Appl Phys Lett. 70 (14), 1888-1890 (1997).</li>
<li>Low-Angle X-ray Spectroscopy (LAXS) - In-situ Real Time Composition Analysis. , Neocera. 
 <a target="_blank" href="http://neocera.com/products/low-angle-x-ray-spectroscopy/">http://neocera.com/products/low-angle-x-ray-spectroscopy/</a> (2018).</li>
<li>Sullivan, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4906419">Complex oxide growth using simultaneous in situ reflection high-energy electron diffraction and x-ray reflectivity: When is one layer complete?</a> Appl Phys Lett. 106 (3), 031604(2015).</li>
<li>Eres, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+study+of+SrTiO3+homoepitaxial+pulsed-laser+deposition+using+surface+x-ray+diffraction%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Time-resolved study of SrTiO3 homoepitaxial pulsed-laser deposition using surface x-ray diffraction.</a> Appl Phys Lett. 80 (18), 3379-3381 (2002).</li>
<li>Fleet, A., Dale, D., Suzuki, Y., Brock, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observed+Effects+of+a+Changing+Step-Edge+Density+on+Thin-Film+Growth+Dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Lett%22%5BJournal%5D)">Observed Effects of a Changing Step-Edge Density on Thin-Film Growth Dynamics.</a> Phys Rev Lett. 94 (3), 036102(2005).</li>
<li>Luca, G. D., Strkalj, N., Manz, S., Bouillet, C., Fiebig, M., Trassin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+design+of+polarization+in+ultrathin+ferroelectric+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Nanoscale design of polarization in ultrathin ferroelectric heterostructures.</a> Nat Commun. 8 (1), 1419(2017).</li>
<li>De Luca, G., Rossell, M. D., Schaab, J., Viart, N., Fiebig, M., Trassin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Domain+Wall+Architecture+in+Tetragonal+Ferroelectric+Thin+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Domain Wall Architecture in Tetragonal Ferroelectric Thin Films.</a> Adv Mater. 29 (7), (2017).</li>
<li>Gruenewald, J. H., Nichols, J., Seo, S. S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+laser+deposition+with+simultaneous+in+situ+real-time+monitoring+of+optical+spectroscopic+ellipsometry+and+reflection+high-energy+electron+diffraction%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sci+Instrum%22%5BJournal%5D)">Pulsed laser deposition with simultaneous in situ real-time monitoring of optical spectroscopic ellipsometry and reflection high-energy electron diffraction.</a> Rev Sci Instrum. 84 (4), 043902(2013).</li>
<li>MDC Vacuum Products | Vacuum Components, Chambers, Valves, Flanges & Fittings. , 
 <a target="_blank" href="https://mdcvacuum.com/DisplayContentPageFull.aspx?cc=b8ca254a-cdc0-4b71-8603-af10ce18bbcb">https://mdcvacuum.com/DisplayContentPageFull.aspx?cc=b8ca254a-cdc0-4b71-8603-af10ce18bbcb</a> (2018).</li>
<li>Dijkkamp, D., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.98366">Preparation of Y-Ba-Cu oxide superconductor thin films using pulsed laser evaporation from high Tc bulk material.</a> Appl Phys Lett. 51 (8), 619-621 (1987).</li>
<li>Biegalski, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2198088">Relaxor ferroelectricity in strained epitaxial SrTiO3 thin films on DyScO3 substrates.</a> Appl Phys Lett. 88 (19), 192907(2006).</li>
<li>Schlom, D. G., Chen, L. Q., Pan, X., Schmehl, A., Zurbuchen, M. A. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1551-2916.2008.02556.x/abstract">A Thin Film Approach to Engineering Functionality into Oxides.</a> J Am Ceram Soc. 91 (8), 2429-2454 (2008).</li>
<li>Damodaran, A. R., Breckenfeld, E., Chen, Z., Lee, S., Martin, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+Ferroelectric+Curie+Temperature+in+BaTiO3+Films+via+Strain-Induced+Defect+Dipole+Alignment%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Enhancement of Ferroelectric Curie Temperature in BaTiO3 Films via Strain-Induced Defect Dipole Alignment.</a> Adv Mater. 26 (36), 6341-6347 (2014).</li>
</ol>

İfşa etmek yok.

Biz anlatmıştık ve toplu ve yüksek kaliteli sentezi için bir protokol gösterilen tek kristal filmleri (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) O (x = 0,20, 0,27, 0.33) ve (Mg0.25(1-x) Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x)) O (x 0.11, = 0,27) entropi stabilize oksitler. Bu sentez teknikleri daha fazla geliştirme ve alan genişleme ve keşfedilen entropi stabilize oksit kompozisyonlar geniş bir yelpazesi için...

2004 yılında yüksek entropi metal alaşımlar keşfinden beri yüksek entropi malzeme özellikleri gibi artan sertlik1,2,3, tokluk4, nedeniyle önemli ilgi çekmiştir 5ve korozyon direnci3,6. Son zamanlarda, yüksek entropi oksitler7,8 ve borides9 keşfedilmiştir, malzeme meraklıları için büyük bir oyun alanı kadar açma. Oksitler özellikle, ferroelectricity10magnetoelectricity11,12, thermoelectricity13ve Süperiletkenlik14 gibi kullanışlı ve dinamik fonksiyonel özellikleri kanıtlamanın . Entropi stabilize oksitler (ESOs) son zamanlarda ilginç, bileşimsel bağımlı fonksiyonel özellikleri15,16, bu yeni sınıf malzeme yapma önemli bozukluğu rağmen sahip gösterilmiştir özellikle heyecan verici.
Entropi stabilize malzeme kimyasal olarak homojen, uygulamasının (genellikle beş veya daha fazla bileşenlerinin sahip), tek fazlı malzemeleri nerede yapılandırma entropik katkı (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq1.jpg">) Gibbs serbest enerjisi için (<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57746/57746eq2.jpg">) önemlidir tek bir oluşumunu sürmeyi katı çözüm17faz. Uygulamasının ESOs, nerede katyonik yapılandırma bozukluğu kompozisyon, sıcaklık, ifade oranı üzerinde kesin denetim gerektirir katyon sitelerde görülmektedir, sentez hızı yavaşlaması ve sıcaklık7,16 gidermek . Bu yöntem Uygulayıcı Aşama saf sentez yeteneği ve kimyasal olarak homojen entropi stabilize oksit seramik parçaları ve faz saf, tek kristalli, düz ince filmlerin istenen stoichiometry etkinleştirmek istiyor. Hacim materyalleri elektronik, manyetik ve yapısal özelliklerini etkinleştirme % 90'ı teorik yoğunluğu daha büyük sentez veya ince film fiziksel buhar biriktirme (PVD) teknikleri için kaynak olarak kullanın. Burada kabul entropi stabilize oksitler beş katyonlar, moleküler ışın epitaxy (MBE) veya ortak Fışkırtması, gibi beş kaynakları istihdam ince film PVD teknikleri gibi kimyasal olarak homojen ince filmler nedeniyle yatırma sorun ile sunulacak Drift akı için. Bu protokol kimyasal olarak homojen tek kristalli, nominal kimyasal bileşimi uluslararas› gösterilen düz (kök ortalama kare (RMS) pürüzlülük ~0.15 Nm) entropi stabilize oksit ince film tek bir malzeme kaynaktan sonuçlanır. Bu ince film sentez protokolü situ içinde elektron veya optik karakterizasyonu teknikleri sentezi gerçek zamanlı izleme ve rafine kalite kontrol dahil gelişmiş. Bu yöntemin beklenen sınırlamalar 1 mikron olmak yüksek kaliteli filmlerin kalınlığı sınırlayabilir lazer enerji drift kaynaklanıyor.
Rağmen büyüme ve karakterizasyonu ince film oksit malzemeler10,18,19,20,21, stereokimya arasındaki korelasyon önemli gelişmeler ve Elektronik oksitler yapısında önemli farklılıklar görünüşte önemsiz metodolojik farklılıklardan kaynaklanan son malzeme yol açabilir. Ayrıca, alanı uygulamasının entropi stabilize oksitler, daha doğrusu doğmakta olan, sadece iki geçerli raporlar edebiyat7,16ince film sentezi ile alır. ESOs kendilerini özellikle de bu sürece kimyasal buhar biriktirme ve moleküler ışın epitaxy tarafından sunulan zorluklar engellemeyi, ödünç. Burada, toplu detaylı sentez protokolünden sağlamak ve malzemeleri zorluklar, istenmeyen özellik çeşitleri, işleme en aza indirmek için film ESOs (Şekil 1), ince ve ivme keşif alanında geliştirmek.

<table><tbody><tr><td>MAGNEZYUM OKSİT %99,95</td> <td>Fisher</td><td>AA1468422</td><td></td></tr><tr><td>KOBALT(II) OKSİT, %99,995</td> <td>Fisher</td><td>AA4435414</td><td></td></tr><tr><td>NİKEL(II) OKSİT %99,998</td> <td>Fisher</td><td>AA1081914</td><td></td></tr><tr><td>BAKIR(II) OKSİT %99,995</td> <td>Fisher</td><td>AA1070014</td><td></td></tr><tr><td>ÇİNKO OKSİT %99,99</td> <td>Fisher</td><td>AA8781230</td><td></td></tr><tr><td>TRİKOLOETHLEN SEMICNDTR 9</td><td>Fisher</td><td>AA39744K7</td><td></td></tr><tr><td>ASETON SEMICNDTR GRD %99,5</td> <td>Fisher</td><td>AA19392K7</td><td></td></tr><tr><td>2-PROPANOL ACS %99,5</td> <td>Fisher</td><td>A416S4</td><td></td></tr><tr><td>Mineral yağ, saf</td><td>Acros Organics</td><td>AC415080010</td><td></td></tr><tr><td>alümina pota</td><td>MTI Corporation</td><td>eq-ca-l50w40h20</td><td></td></tr><tr><td>ZİRKONYA (YSZ) ÖĞÜTME ORTAMI</td><td>Inframat Advanced Malzemeler</td><td>4039GM-S010</td><td></td></tr><tr><td>SiC kağıt 320/600/800/1200</td><td>South Bay Technology</td><td>SDA08032-25</td><td></td></tr><tr><td>MgO (100) alt tabaka, 5x5x0.5 mm, 1SP</td><td>MTI Corporation</td><td>MGa050505S1</td><td></td></tr><tr><td>OKSİJEN SIKIŞTIRILMIŞ ULTRA YÜKSEK SAFLIK SINIFI, %99,999</td> <td>Kriyojenik Gazlar</td><td>OXYUHP</td><td></td></tr><tr><td>NITROJEN SIKIŞTIRILMIŞ EKSTRA KURU SINIF</td><td>Kriyojenik Gazlar</td><td>NITEX</td><td></td></tr></tbody></table>

toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince film sentezi

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Burada, toplu ve ince film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) sentezi için bir yordam mevcut O (Co varyant) ve (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni 0.25(1-x) O (Cu varyant) entropi stabilize oksitler cuxZn0.25(1-x)). Faz saf ve kimyasal olarak homojen (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) O (x = 0,20, 0,27, 0.33) ve (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x) CuxZn0.25(1-x)) O (x 0.11, = 0,27) seramik parçaları sentez ve ultra yüksek kalitede, ifade içinde kullanılan faz saf, tek kristal ince filmlerin hedef stoichiometry. Pürüzsüz, kimyasal olarak homojen, entropi stabilize oksit ince film birikimi tarafından MgO yüzeylerde (001) odaklı üzerinde lazer biriktirme için detaylı bir metodoloji açıklanmıştır. Faz ve toplu ve ince film malzemeleri crystallinity x-ışını kırınım kullanarak onaylanır. Kompozisyon ve kimyasal homojenliği x-ışını photoelectron spektroskopisi ve enerji dağıtıcı x-ışını spektroskopisi tarafından onaylanır. İnce filmlerin yüzey topografyası prob mikroskobu tarama ile ölçülür. Yüksek kaliteli sentezi, tek kristalli, entropi stabilize oksit ince film arabirimi, boyutu, zorlanma ve bozukluğu etkileri son derece düzensiz oksit malzemelerin yeni bu sınıftaki özellikler sağlar.

X-ışını kırınım (XRD) spectra her iki hazır (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) alınmıştır O (x = 0,20, 0,27, 0.33) ve (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x )CuxZn0.25(1-x)) O (x 0.11, = 0,27) toplu seramik (Şekil 4a) ve ince filmler (Şekil 4b) yatırılır. Bu veri göster örnekleri tek fazlı ve kafes sabit, krista...

Yüksek kaliteli toplu ve ince film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) sentezi O ve (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x )) O entropi stabilize oksitler sunulur.

Toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince Film sentezi

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

Bu prosedür, kimyasal ve fiziksel bozukluğun uzun menzilli manyetizmayı doğrudan nasıl etkilediği gibi fonksiyonel oksit topluluğundaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin ana avantajı, malzeme kimyasında büyük ölçüde ayarlanabilirliğe izin vermesi ve çeşitli ESO bileşimlerine uygulanabilmesidir. Prosedürü gösteren, laboratuvarımda yüksek lisans öğrencisi olan Peter Meisenheimer.İlk olarak, gerekli oksit tozlarını öğütün ve hedefi oluşturmak için tozu bir pelet haline sıkıştırmak için bir kalıp presi kullanın. Hedefi 24 saat boyunca 1.100 santigrat derecede havada sinterleyin. Ardından, hala 1.100 santigrat derecedeyken, hedefi içeren potayı fırından çıkarın.Hedefi aynı ısıya dayanıklı yüzeye yerleştirmek için maşa kullanın. Hedefin parlamasının durmasını bekleyin ve hedefi oda sıcaklığındaki suda hızla söndürün. Hedef artık püskürtülmediğinde, hedefi sudan çıkarın ve havayla kuruması için bir kenara koyun.Hedef soğuduktan ve kuruduktan sonra, hedef yoğunluğu ve teorik yoğunluk yüzdesini hesaplayın. Ölçülen yoğunluk darbeli lazer biriktirme için yetersizse, hedefi yeniden öğütün ve yeniden interleyin. Bu şekilde istediğiniz gibi ek hedefler hazırlayın.Yüzey yansıtıcı ve homojen olana kadar giderek daha ince silikon-karbür kağıt tanecikleri kullanarak her hedefi dairesel hareketlerle cilalayın. Darbeli lazer biriktirme prosedürüne başlamaya hazır olana kadar cilalı hedefleri bir desikatörde saklayın. Yaklaşık 20 nanosaniye darbeli genişliğe sahip 248 nanometre kripton-florür darbeli excimer lazerin kullanıma hazır olduğundan emin olun.Cilalı hedefleri, biriktirme haznesindeki dönen karuselin üzerine yerleştirin. Işın yolundaki son hedefe iki x iki santimetrelik bir yanık kağıdı parçası yerleştirin. Lazeri bir kez darbeleyin ve her iki eksende ortaya çıkan yanık izini ölçün.Işın darbesi 0,27 x 0,24 santimetrelik bir elips üretene kadar odaklama merceğini ayarlayın. Ardından yanmış kağıdı çıkarın ve hazne kapağını kapatın. Kuru kaydırmalı kaba işleme pompası ile hazneyi 0,5 torr veya 67 paskal'a boşaltın.Ardından turbo pompayı 1.000 hertz'e döndürün ve biriktirme odasını bir iyonizasyon ölçer ile ölçüldüğü gibi en az 10 ila negatif yedinci torr veya 1,3 çarpı 10 ila negatif beşinci paskal taban basıncına kadar pompalayın. Bu basınç elde edildiğinde, turbo pompayı 200 hertz'e düşürün. Daha sonra, yarı iletken dereceli trikloroetilen, yarı iletken dereceli aseton ve yüksek saflıkta izopropil alkolde her biri iki dakika boyunca tek kristalli tek tarafı cilalı magnezyum oksit substratı sonikleştirin.Alt tabakayı ultra kuru sıkıştırılmış nitrojen gazı ile kurutun. Alt tabakayı bir alt tabaka plakasına sabitlemek için az miktarda termal olarak iletken gümüş boya kullanın. Boyayı sertleştirmek için alt tabakayı ve plakayı sıcak bir plaka üzerinde 100 santigrat derece boyunca 10 dakika ısıtın.Alt tabaka plakasını PLD'nin yük kilidindeki transfer koluna yerleştirmek için harici transfer aracını kullanın. Yük kilidini kapatın ve en az 10 üzeri yedinci torra veya 1.3 kez 10 üzeri negatif beşinci pascal'a kadar pompalayın. Ardından yük kilidi ile biriktirme odası arasındaki sürgülü vanayı açın ve plakayı ısıtıcı tertibatına monte etmek için transfer kolunu kullanın.Transfer kolunu yük kilidine geri çekin ve sürgülü vanayı kapatın. Yedi santimetrelik bir alt tabaka hedef mesafesi elde etmek için ısıtıcıyı indirin. Ardından, odanın hemen önündeki ışın yoluna bir enerji ölçer yerleştirin.Ölçüm cihazındaki fotodiyotu iki hertz hızında 50 lazer darbesi ile ışınlayın ve ortalama enerjiyi belirleyin. Artı veya eksi 310 milijoule stabilite ile ortalama 10 milijoule darbe enerjisi elde etmek için lazer uyarma voltajını ayarlayın. İşiniz bittiğinde enerji sayacını çıkarın.Alt tabakayı vakum altında dakikada 30 santigrat derecede 1.000 santigrat derecede ısıtın. Magnezyum oksit kristalinin yüzeyini dehidroksilatlamak için alt tabakayı 30 dakika bu sıcaklıkta tutun. Daha sonra, alt tabakayı dakikada 30 santigrat derecede 300 santigrat dereceye soğutun ve alt tabakanın bu sıcaklıkta 10 dakika boyunca dengelenmesine izin verin.Oksijen kısmi basıncı stabil hale geldiğinde, istenen hedefi raster ve döndürme olarak ayarlayın ve alt tabaka kapağının kapalı olduğundan emin olun. Hedefi beş hertz hızında 2.000 darbe için boşaltın. Daha sonra alt tabaka deklanşörünü açın, alt tabaka üzerinde yaklaşık 80 nanometre kalınlığında entropi stabilize edilmiş bir oksit filmi biriktirmek için lazeri altı hertz'de 10.000 kez vurun.Biriktirme bittikten sonra, oksijen boşluklarının oluşumunu engellemek için odadaki oksijen kısmi basıncını bir torr veya 133 paskal'a yükseltin. Numuneyi dakikada 10 santigrat derecede 40 santigrat dereceye soğutun. Ardından oksijen gazı akışını kapatın ve oda basıncının dengelenmesine izin verin.Sürgülü vanayı açın, ısıtıcıyı kaldırın ve alt tabaka plakasını yük kilidine taşımak için transfer kolunu kullanın. Sürgülü vanayı kapatın ve yük kilidini atmosfer basıncına kadar havalandırın. Harici aktarım aracını kullanarak alt tabaka plakasını çıkarın.Numuneyi ve plakayı ayırmak için bir tıraş bıçağı kullanın. Bittiğinde gümüş boyayı ve biriken malzemeyi çıkarmak için plakayı cilalayın. Dökme seramikler olarak kobalt varyantı ve bakır varyantı entropisi stabilize edilmiş oksitlerin iki teta-omega X-ışını kırınımı, sentezlenen numunelerin ikincil fazları olmayan kaya tuzu yapısı olduğunu gösterdi.Biriktirilen filmler, yalnızca gözlemlenen sıfır-sıfır-iki ve sıfır-sıfır-dört film tepe noktalarında gösterildiği gibi, sıfır-sıfır-bir yönelimli magnezyum oksit substratına tek kristalli ve epitaksiyeldi. Bu tepelerin etrafında Laue saçakları gözlendi, bu da filmlerin pürüzsüz arayüzlerle yüksek kristal kalitesinde olduğunu gösteriyor. Salınım periyodu, yaklaşık 80 nanometrelik bir film kalınlığı ile tutarlıydı.X-ışını fotoelektron spektroskopisi, bileşen katyonlarının iki artı oksidasyon durumunda olduğunu ve varsa yüksek spinli olduğunu gösterdi. Bu spektrumlardan hesaplanan bileşimler, %1'den daha az hatayla nominal bileşimlerle eşleşti. Enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi haritaları, nominal bileşimlerle tutarlıydı ve filmlerin kimyasal olarak homojen olduğunu gösterdi.Atomik kuvvet mikroskobu, ince filmlerin, alt birim hücre kökü ortalama kare pürüzlülük değerleri ile beş mikrometreye beş mikrometre tarama aralığı boyunca düz olduğunu gösterdi. Düşük açılı iki teta omega XRD verileri bu pürüzlülük sayılarıyla aynı fikirdeydi. Tepeden tepeye pürüzlülük, tüm filmler için yaklaşık 3.3 angstrom idi.Entropi stabilize oksitler, birçok arzu edilen özelliğe sahip, yeni ortaya çıkan bir çalışma alanıdır. Bu videoyu izledikten sonra, dökme ve ince film entropisi stabilize oksit malzemelerinin nasıl sentezleneceğini iyi anlamış olmalısınız. PLD, egzotik işlevleri araştırmak için yüksek kaliteli tek kristalli ince filmlerin biriktirilmesi için ideal bir yöntemdir ve bu nedenle ince film entropisi stabilize edilmiş oksitlerin çalışmasını kolaylaştırmak için en iyi tekniktir.

bulk-thin-film-synthesis-compositionally-variant-entropy-stabilized

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Biz darbeli lazer birikimi (PLD), fotolitografi ve mikrometre ölçekli karmaşık oksitler cihazlar oluşturmak için tel bağlama tekniklerinin kullanılmasını açıklar. FLD epitaksiyel ince film büyümesi için kullanılmaktadır. Fotolitografi ve tel bağlama teknikleri ölçüm amaçlı pratik cihazlar oluşturmak için tanıtılmaktadır.

Mekansal Kapalı Karmaşık Oksitler Fabrikasyon

Oksit nanoyapılar bilim ve teknoloji için yeni fırsatlar sunuyor.  LaAlO3 ve SrTiO3 arasındaki arayüzey iletkenliği, iletken bir atomik kuvvet mikroskobu tekniği kullanılarak atomik hassasiyete yakın bir hassasiyetle kontrol edilebilir.  LaAlO3 / SrTiO3 arayüzlerinde iletken nanoyapıların oluşturulması ve ölçülmesi için protokol gösterilmiştir.

Yazma ve Oksit Nanoyapıların Düşük Sıcaklık Karakterizasyonu

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

Tek sıra halinde çinko oksit yapıları çubuklar şeklinde önceden yatırılan katalizör-tohum parçacıklar kullanmadan aerosol destekli kimyasal Buhar biriktirme sentezlenmiş. Bu yöntem ölçeklenebilir ve silikon, kuvars veya polimerler dayanarak çeşitli yüzeyler ile uyumlu değildir.

Aerosol destekli kimyasal Buhar biriktirme Metal Oksit yapıları: çinko oksit çubuklar

Biz bir lazer biriktirme ve in situ magnetron SAÇTIRMA kullanarak metal/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures imal. Magnetotransport ve in situ x-ışını photoelectron spektroskopisi deneyler, bu sistemde oluşan yarı iki boyutlu elektron gaz Elektrostatik ve kimyasal olayların arasındaki etkileşimi araştırıyoruz.

Büyüme ve Elektrostatik/kimyasal özellikleri Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

Burada, kendi kendine monte amfipatik yüzey aktif micelles organik bir şablon olarak kullanıldığı bir yüzey aktif yardımlı sol-jel yöntemi tarafından gözenekli baryum titanate (BaTiO3) ince film sentezi için bir iletişim kuralı mevcut.

Kimyasal sentez gözenekli baryum Titanate ince Film ve Ferroelectric faz porozite indüklenen gerilim tarafından termal stabilizasyon

Metal organik çerçeveler gaz depolama ve heterojen kataliz, ama tipik sentez yöntemleri sonuç akıllı malzeme dahil etmek zordur gevşek tozlar içinde etkilidir. Biz bir yöntem solvothermal sentezi sırasında MOF Açıkorur filmleri kumaşlar üzerine sonuçlanan ilk kaplama kumaş ALD metal oksitler ile göstermek.

Solvothermal sentez MIL-96 ve UIO-66-NH2 atom katman üzerinde Metal oksit kaplama Fiber paspaslar üzerine yatırılır.

Burada, tek tip karmaşık metal oksit lantan hafnate nano tanecikleri hazırlanması için bir benzersiz, nispeten düşük sıcaklık, erimiş tuz sentez yöntemi göstermektedir.

Karmaşık Metal Oksit nano tanecikleri erimiş tuz sentezi

Oksit malzemeler, oksijen içeriğini ayarlayarak kontrol edilebilen birçok egzotik özellik gösterir. Burada, darbeli lazer biriktirme parametrelerini değiştirerek ve tavlama sonrası gerçekleştirerek oksitlerdeki oksijen içeriğinin ayarlanmasını gösteriyoruz. Örnek olarak, SrTiO3 tabanlı heteroyapıların elektronik özellikleri, büyüme modifikasyonları ve tavlama ile ayarlanır.

Büyüme ve tavlama sırasında oksijen boşluk kontrolü ile oksit özelliklerinin ayarlanması

Manganez ferrit kümelerinin (MFC' ler) malzeme boyutu ve bileşimi üzerinde bağımsız kontrol sağlayan tek potalı hidrotermal sentezini rapor ediyoruz. Manyetik ayırma hızlı saflaştırma sağlarken, sülfonated polimerler kullanılarak yüzey fonksiyonelleştirme, malzemelerin biyolojik olarak ilgili ortamda toplanmamasını sağlar. Elde edilen ürünler biyomedikal uygulamalar için iyi konumlandırılmıştır.

Ayarlanabilir Nano ölçekli Boyut ve Bileşime Sahip Manganez Ferrit Kümelerinin Kararlı Sulu Süspansiyonları

Keşfedin entropi stabilize oksitlerin toplu ve ince film sentezi yöntemini. Bu teknik, malzeme kimyasında ayarlanabilirlik sağlayarak manyetizma üzerindeki bozunma etkilerini araştırmak için kullanılır.

Toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince Film sentezi

Daha fazla video keşfet