頂いたディウェッティング経由で制御可能なカスタマイズ可能な金ナノ粒子の大面積基板を用いたナノ加工
Summary
このプロトコルの詳細に基づいて広範囲を越えて制御とカスタマイズ可能なナノ粒子薄膜を作るに使用できる新規ナノ製造技術、ディウェッティング キャップ金属薄膜の自己集合。
Abstract
強化されたエネルギー変換効率、改善された光デバイスのパフォーマンス、高密度データ ストレージ用の金属ナノ粒子の利用最近の科学の進歩が産業での使用の潜在的な利点を示しています。アプリケーション。これらのアプリケーションでは、ナノ粒子のサイズ、間隔、および時々 形を正確に制御を必要とします。これらの要件が時間の使用とコストの産業応用への移行になり、非現実的なナノ粒子を生成する集中的な処理手順。このプロトコルは、現在の技術と比較して改良されたナノ粒子制御とスケーラブルなナノ粒子薄膜の大面積製造方法を提供することにより、この問題を解決します。この記事で金は、プロセスが表示されますが、その他の金属も使用できます。
Introduction
大面積ナノ粒子薄膜の作製技術、太陽エネルギー変換と高密度データ ストレージにおける最近の技術の進歩のプラズモンナノ粒子1,2,の使用と養子縁組のため非常に重要です3,4,5。 興味深いことに、それはいくつかを操作し、ナノスケールで光をコントロールする能力を持つこれらのナノ粒子を提供これらのプラズモンナノ粒子の磁気特性。光のこの制御は、ナノスケールで入射光の光捕捉を強化し表面の吸収率を高める可能性を提供します。これらの同じプロパティに基づくし、磁化と非磁化状態のいずれかでナノ粒子を持っている能力を持つ、科学者も高密度デジタル データ ストレージ用の新しいプラットフォームを定義します。これらのアプリケーションのそれぞれについて、それは重要なを大面積で手頃な価格のナノ加工技法を開発したナノ粒子のサイズ、間隔、および図形のコントロールのことができます。
ナノ粒子を生成する利用可能な技術はほとんどナノスケール リソグラフィ、柔軟なスケーラビリティとコストの問題に基づいています。までが、これらのテクニックのスケーラビリティの問題に対処しようとしている複数の異なった調査がずっとある、ナノ粒子作製に必要な制御のレベルを提供し、コストと時間のため十分な効果プロセスが存在しません。産業用6,7,8,9,10,11に採用。必要な研究努力改善パルス レーザー誘起ディウェッティング (示す) およびテンプレート化された固体ディウェッティング12,13,14の制御が、それでも重要な最近リソグラフィ手順とこのスケーラビリティの問題。
本稿では、採用を悩ませているこのスケーラビリティとコストの問題を解決する微細加工法のプロトコルとナノ粒子薄膜広範な産業用アプリケーションでの使用を提案します。この処理方法により、作り出されたナノ粒子のサイズと間隔を制御決定する表面エネルギーを操作することによって、形成されるナノ粒子の自己集合。ここでは、金ナノ粒子を生成する金薄膜を用いたこの技術の使用を示す我々 は最近、ニッケル膜を使用してこのメソッドのわずかに異なるバージョンを公開している、したがって、目的、任意の金属でこの手法を使用できます。この方法の目標はプロセスの複雑さとコストを最小限に抑えながらナノ粒子薄膜を生成してこのように我々 が Ni アルミナ系の原子層堆積法とナノ秒レーザー照射を使用し、交換前のアプローチを変更それらの物理蒸着とホット プレート。Ni アルミナ系の仕事私たちの結果はまたディウェッティング15後表面の形態制御の許容レベルを示した。
Protocol
Representative Results
Discussion
プロトコルはナノ製造プロセス制御特性による大きい地域の基板上のナノ粒子を製造するための実行可能な簡単な処理です。粒子の生産につながるディウェッティング現象は、最小の表面エネルギーを達成するために dewetted 層の傾向に基づいています。サイズと粒子の形状制御は対象表面エネルギーを調整する主な層の第 2 の表面の沈着と粒子のキャッピング層を曲げる必要な密着性とエネ…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我々 は SEM の結果からユタ州立大学で顕微鏡中核施設サポートを認めます。我々 はまた、DC マグネトロン スパッタ蒸着装置、国立科学財団 (賞 #133792) (磁場電子とイオン) のための全米科学財団 (賞 #162344) を認める飛クォンタム 650 とエネルギー省原子力エネルギー大学飛 Nova Nanolab 600 のプログラムです。
Materials
| 100 nm SiO2/Si Substrate | University Wafer | Thermal Oxide Wafer | |
| Alumina Sputter Target (99.5%) | Kurt J. Lesker | Alumina Target | |
| Gold Wire (99.99%) | Kurt J. Lesker | Gold Wire | |
| H2O2 | Sigma-Aldrich | ||
| Hot Plate | Thermo Scientific | Cimarec | |
| NH4OH | Sigma-Aldrich | ||
| Scanning Electron Microscope | FEI | Quanta 650 | |
| Scanning Electron Microscope | FEI | Nova Nanolab 600 | |
| Sputter Deposition System | AJA International | Orion-5 | |
| Thermal Evaporator | Edwards | 360 |
Riferimenti
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