ترسيب الأبخرة الكيميائية لمغناطيس العضوي، والفاناديوم تيتراسيانويثيلين

ملخص

نقدم تركيب ومقرها العضوية وferrimagnet الفاناديوم تيتراسيانويثيلين (V [TCNE] _خ، س ~ 2) عن طريق ترسيب الأبخرة الكيميائية درجة حرارة منخفضة (الأمراض القلبية الوعائية). هذه الوصفة الأمثل ينتج زيادة في درجة حرارة كوري من K 400 إلى أكثر من 600 K وتحسن كبير في خصائص الرنين المغناطيسي.

الملخص

وقد أسفر التقدم الذي أحرز مؤخرا في مجال المواد العضوية الأجهزة مثل ضوء الثنائيات العضوية (شاشات OLED) التي لديها مزايا لا توجد في المواد التقليدية، بما في ذلك التكلفة المنخفضة والمرونة الميكانيكية. وعلى نفس المنوال، سيكون من المفيد للتوسع في استخدام المواد العضوية في الالكترونيات عالية التردد والالكترونيات القائم على زيادة ونقصان. يعرض هذا العمل عملية الاصطناعية لنمو الأغشية الرقيقة من ferrimagnet العضوية درجة حرارة الغرفة، والفاناديوم تيتراسيانويثيلين (V [TCNE] _خ، س ~ 2) من خلال ترسيب الأبخرة الكيميائية درجة حرارة منخفضة (الأمراض القلبية الوعائية). ويزرع رقيقة في <60 ° C، ويمكن أن تستوعب مجموعة واسعة من ركائز بما في ذلك، ولكن ليس على سبيل الحصر، والسيليكون والزجاج وتفلون وركائز مرنة. ترسب امتثالي يفضي إلى نمط ما قبل والهياكل ثلاثية الأبعاد أيضا. بالإضافة إلى ذلك يمكن لهذه التقنية تسفر الأفلام مع سمك تتراوح من 30 نانومتر إلى عدة ميكرون. التقدم الذي أحرز مؤخرافي تعظيم الاستفادة من النمو الفيلم يخلق الفيلم الذي الصفات، مثل ارتفاع درجة حرارة كوري (600 K)، وتحسين التجانس المغناطيسي، وضيق الرنين المغناطيسية خط عرض (1.5 G) تظهر الوعد لمجموعة متنوعة من التطبيقات في الإلكترونيات الدورانية والالكترونيات الميكروويف.

المقدمة

أشباه الموصلات ferrimagnetic الفاناديوم تيتراسيانويثيلين أساس العضوية (V [TCNE] _خ، س ~ 2) المعارض درجة حرارة الغرفة المغناطيسي يأمر وعود مزايا المواد العضوية للتطبيقات magnetoelectronic، مثل المرونة، وإنتاج منخفض التكلفة، وtunability الكيميائية. وقد أثبتت دراسات سابقة وظائف في الأجهزة من النوع الإلكتروني الدوراني، بما في ذلك الهجين الصمامات تدور العضوية / غير العضوية ^1،2 وكل العضوية ^3، وكما المستقطب تدور في العضوية / غير العضوية heterostructure أشباه الموصلات النشط ^4. بالإضافة إلى ذلك، V [TCNE] _{س ~ 2} أثبت وعد لإدراجها في مجال الالكترونيات وتيرة عالية نظرا ....

البروتوكول

1. تحضير وإعداد السلائف

1. إعداد [إت ₄ N] [V (CO) _6] ²³
   1. في صندوق قفازات النيتروجين، وقطع 1،88 غرام من معدن الصوديوم إلى ~ 40 قطعة وتخلط مع 14.84 غرام من أنثراسين في 320 مل من رباعي هيدرو الفوران اللامائية (THF) في 1 L الجولة ثلاثة الرقبة قارورة القاع.
      تنبيه: كل من فلز الصوديوم ورباعي هيدرو الفوران وشديدة الاشتعال.
   2. يحرك الحل ل 4.5 ساعة على RT تحت جو النيتروجين حتى حل....

النتائج

الطريقة الأولى والأسهل لتحديد ما إذا كانت ترسب ناجحا هو أن تفعل الفحص البصري للأفلام. يجب أن يظهر الفيلم الأرجواني الداكن مع الانتهاء من المرآة التي هي موحدة في جميع أنحاء ركائز. إذا كان هناك بقع على سطح الركيزة التي لا يوجد فيها V [TCNE] _{س ~ 2} أو أنها أخف في اللون، ثم وهذا هو الأرجح بسبب وجود المذيبات أو غيرها من الشوائب على سطح الركيزة. بالإضافة إلى ذلك يجب أن يكون الفيلم مبهمة. إلا إذا تم إيداع طبقة رقيقة على مدى فترة زمنية قصيرة لا تتجاوز بضع دقائق، والأفلا.......

المناقشة

وتشمل المعايير الرئيسية لV [TCNE] _{س ~ 2} ترسب في درجة الحرارة، وتدفق الغاز الناقل، والضغط، ونسبة السلائف. لأن ترسب الأبخرة الكيميائية انشاء غير متوفر تجاريا سوف تحتاج هذه المعلمات ليكون الأمثل لكل نظام. وكشفت دراسة سابقة أجراها شيما آخرون أن درجة الحرارة لديها أكبر تأثير على معدل التسامي من السلائف TCNE ^26. درجة الحرارة يمكن تعديل كل من قيمة تعيين على وحدة تحكم في درجة الحرارة وأيضا من خلال ادخال تعديلات على المباعدة بين الأسلاك على ملف التسخ.......

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة الاسم الشركة رقم فهرسي التعليقات فراغ الأواني الزجاجية المخصصة الكربون النحاس

<قوي> المعدات < / قوي >
النيتروجين القفازات	الأجواء	يمكن	أيضا القيام بالخطوات التي يتم إجراؤها في صندوق القفازات النيتروجين في صندوق قفازات الأرجون
1 لتر قارورة قاع مستديرة ثلاثية العنق	Corning	4965A-1L
500 مل قارورة القاع المستديرة	Sigma Aldrich	64678
محطة ضخ الفراغ التوربو	Agilent Varian	G8701A-011-037
زجاج محبس	Kontes	185000-2440
زجاج في اتجاهين أنبوب توصيل	Corning	8940-24	Corning Pyrex (R) 105 درجة محول أنبوب بزاوية مع اتجاهين 24/40 قياسي تفتق مشترك
Coldfinger			جزء مخصص مصنوع من متجر زجاج الكيمياء OSU
Argon Glovebox	Vacuum Atmospheres	Nexus I
محرك لوحة ساخنة	Corning	6795
مبرد حراري	متقدم	TCP-50
وحدة تحكم في درجة الحرارة	الكهروحرارية المتقدمة	TLZ10	لمبرد TE
مزود الطاقة	الكهروحراري المتقدم	PS-145W-12V   ؛	لمبرد TE وجهاز التحكم في درجة الحرارة
جهاز التحكم في درجة الحرارة	J-Kem  نموذج علمي	150	لملف التدفئة
سلك التدفئة	شركة Pelican Wire Company	Nichrome 60
قطعة			مصنوعة من متجر الزجاج الكيمياء OSU
مضخة فراغ	BOC Edwards	XDS-5	متصلة بإعداد CVD
مقياس التدفق	Gilmont	GF-2260
صمام ميكرومتر	Gilmont	7300	يتحكم في تدفق الأرجون عبر
صمام TCNE Micrometer	Gilmont	7100	يتحكم في تدفق الأرجون فوق   ؛ V (CO) 6< / sub>
Tubing	Tygon	R3603	1/8 في الجدران ، متصلة بين الصمامات والعداد
3-way Stopcock	Nalgene	6470	المستخدمة لضبط معدلات التدفق
يتصل مقياس الضغط	Matheson	63-4105	بالجزء العلوي من <قوي>الشكل 1< / قوي> الجزء A مقياس
المغناطيسية SQUID	تصميم الكم	MPMS-XL
EPR	Bruker	Elexsys
PPMS	Quantum Design	14T PPMS
Sourcemeter	Keithely	2400
Materials< / قوي>
معدن الصوديوم	سيجما ألدريتش	262714
أنثراسين	سيجما ألدريتش	141062
رباعي هيدروفوران اللامائي	سيجما ألدريتش	186562
الفاناديوم (III) كلوريد رباعي هيدروفوران مركب	سيجما ألدريتش	395382
يخزن غاز أول أكسيد	OSU	98610
Tetraethylammonium bromide	Sigma Aldrich	241059
حمض الفوسفوريك	Sigma Aldrich	79622
الميثانول	Sigma Aldrich	14262
زيت Silcone	Sigma Aldrich	146153
كريات			مقطوعة من الأسلاك النحاسية الاحتياطية
رباعي الإيثيلين	سيجما ألدريتش	T8809
شرائح زجاجية ختم	ذهبي	3010
الفحم المنشط	سيجما ألدريتش	242276