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Großflächige Substrat-basierte Nanofabrikation von steuerbaren und anpassbare Gold-Nanopartikeln über angeschnittene Ärmel Dewetting
Chapters
Summary February 26th, 2019
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Dieses Protokoll beschreibt eine neuartige Nano-Herstellungstechnik, die verwendet werden kann, kontrollierbar und anpassbare Nanopartikel Filme über große Flächen auf der Grundlage der Selbstorganisation von dewetting der angeschnittene Ärmel Metallfolien.
Transcript
Unser Protokoll bietet eine Technik zur Anpassung der Nanopartikelverteilung, die auf einem Substrat hergestellt wird, mit einer Änderung der Entnässungsdynamik, ohne die Materialdicke zu ändern. Unsere Technik ist einfach, bietet aber dennoch eine Reihe von Partikelgrößen. Andere Techniken da draußen erfordern umfangreiche lithographische Schritte, um die Partikelkontrolle zu gewährleisten.
Unsere Kontrolle der Partikelverteilung bietet eine Technik für die Nanopartikelherstellung, die der Forschung zugute kommt, die sich auf die Umwandlung von Sonnenenergie, die Erstellung photonischer Geräte und die Erhöhung der Datenspeicherung konzentriert. Achten Sie bei jedem Schritt genau auf die Ablagerungsdicken. Unsere Technik ist extrem empfindlich gegenüber Schichtdicken.
Wenn Sie das durchgeführte Experiment sehen, wird eine Detailgenauigkeit erreicht, die nicht gedruckt werden kann. Es ist wichtig, Beispiele zu sehen, die sich im gesamten Prozess bewegen. Reinigen Sie zunächst ein 100-Nanometer-Siliziumdioxid auf Siliziumsubstrat mit einer Acetonspülung, gefolgt von einer Isopropylalkoholspülung.
Trocknen Sie das Substrat mit einem Stickstoffgasstrom. Das Substrat in ein thermisches Verdampfersystem laden und die Kammer evakuieren, um den gewünschten Druck für die Abscheidung der Metallfolie zu erreichen. Stellen Sie sicher, dass die Kammer auf einen Druck in der Größenordnung von 10 bis minus sechs Torr für die Entfernung von Luft und Wasserdampf in der Kammer evakuiert wird.
Mit dem thermischen Verdampfersystem legen Sie den Goldfilm bei der gewünschten Dicke ab, der in diesem Experiment fünf Nanometer beträgt. In den zweiten Abscheidungsstufen beträgt der Argondruck ein bis fünf Millitorr, und der Bereich wird angegeben, da verschiedene Drücke gewählt werden, um die Abscheidungsrate zu kalibrieren. Unsere Technik ist extrem empfindlich auf Filmdicken, wie unsere Ergebnisse zeigen.
Es ist wichtig, die Abscheidungsraten vor der Ablagerung der Folien zu kalibrieren, um angemessene Dicken zu gewährleisten. Entlüften Sie nach der Ablagerung die Kammer und entfernen Sie das Substrat mit der abgelagerten Metallfolie aus dem thermischen Verdampfersystem. Als nächstes das Substrat mit einer abgelagerten Metallfolie in ein Gleichstrom-Magnetron-Sputter-Abscheidungssystem laden und evakuieren, um den gewünschten Druck für die Abscheidung der Verschlussfolie zu erreichen.
Um die Probe im System zu finden, legen Sie die Probe in die Lastsperre. Und das Gerät überträgt die Probe in die Hauptabscheidungskammer, um ein ausreichendes Vakuumniveau zu gewährleisten. Legen Sie nun die Verschlussschicht des gewünschten Materials und der gewünschten Dicke nach einem ähnlichen Verfahren und Zustand wie die Goldschichtabscheidung ab.
Mit variabler Dicke Illumina, in diesem Fall. Entlüften Sie nach der Ablagerung die Kammer und entfernen Sie die vorbereitete Probe aus dem Sputterabscheidungssystem. Legen Sie den mit Illumina verkappten Goldfilm aus fünf Nanometern bei 300 Grad Celsius auf eine vorgeheizte Kochplatte und lassen Sie die Probe eine Stunde lang entweichen.
Ätzen Sie die Illumina, während sie das Gold und das darunter liegende Substrat mit einer wässrigen Lösung von Ammoniumhydroxid und Wasserstoffperoxid bei 80 Grad Celsius für eine Stunde verlassen. Für die Charakterisierung bereiten Sie die Probe vakuumkompatibel vor, indem Sie sie mit Aceton und Isopropylalkohol abspülen. Trocknen Sie dann die Probe mit einem Stickstoffgasstrom.
Bildn die Nanopartikelfilme mit Rasterelektronenmikroskopie unter Hochvakuum und bei hoher Vergrößerung. Führen Sie Eine Bildanalyse durch, um Informationen über die Größe von Nanopartikeln und die Verteilung von Abstandsverteilungen zu erhalten. Das hier beschriebene Protokoll wurde für mehrere Metalle verwendet und hat die Fähigkeit gezeigt, Nanopartikel auf einem Substrat über große Flächen mit steuerbarer Größe und Abstand zu produzieren.
Repräsentative Ergebnisse werden hier gezeigt und unterstreichen die Fähigkeit, die hergestellte Nanopartikelgröße und -abstände zu steuern. Die Größe und Abstandsverteilung des hergestellten Nanopartikelfilms hängt vom Metall, dem Substrat, dem Verschlussschichtmaterial, der Metalldicke und der Dickenschicht ab. So ergibt der fünf Nanometer große Goldfilm auf Siliziumdioxid mit einer Dicke von null, fünf, zehn und 20 Nanometern aus Aluminiumoxid-Verschlussschicht einen durchschnittlichen Nanopartikelstrahler von 14,2, 18,4, 17,3 bzw. 15,6 Nanometern.
Und ein durchschnittlicher Nonopartikelabstand von 36,9, 56,9, 51,3 und 47,2 Nanometern. Für die gewünschte Partikelverteilung ist eine genaue Kontrolle der Abscheidungsschichtdicken von entscheidender Bedeutung. Je nach Anwendung Ihrer Nanopartikelfolien kann eine stärkere Charakterisierung erforderlich sein.
Dazu gehören anwendungsbasierte Messungen wie Lichtabsorption und magnetische Eigenschaften. Mit dieser Technik können Untersuchungen von Nanopartikelfilmen in der Anwendung durchgeführt werden, um deren Partikelgröße und -verteilung zu kontrollieren. Entsprechende persönliche Schutzausrüstungen sollten getragen werden.
Besonders nicht in Kontakt mit den Radierungen kommen. Vermeiden Sie den Kontakt mit der Kochplatte.
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