تركيب الجملة ذات جودة عالية ورقيقة (ملغ0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cu0.25(1-x)الزنك0.25(1-x)Cox) س و (ملغ0.25(1-x)Co0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cuxالزنك0.25(1-x )) أكاسيد استقرت الانتروبيا س يرد.
نقدم هنا، إجراء لتركيب الجملة ورقيقة مولتيكومبونينت (ملغ0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cu0.25(1-x)الزنك0.25(1-x)Cox) س (المتغير Co) و (ملغ0.25(1-x)Co0.25(1-x)ني 0.25(1-x) Cuxالزنك0.25(1-x)) س (Cu البديل) استقرت الانتروبيا أكاسيد. مرحلة نقية ومتجانسة كيميائيا (ملغ0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cu0.25(1-x)الزنك0.25(1-x)Cox) س (x = 0.20، 0.27، 0.33) و (ملغ0.25(1-x)Co0.25(1-x)ني0.25(1-x) Cuxالزنك0.25(1-x)) س (x = 0.11، 0.27) الكريات السيراميك يتم تصنيعه والمستخدمة في ترسب فائقة الجودة، المرحلة الأغشية الرقيقة بلورية نقية، واحدة من ستويتشيوميتري الهدف. ويرد وصف منهجية مفصلة لترسب أكسيد السلس، ومتجانسة كيميائيا، استقرت الانتروبيا الأغشية الرقيقة بالليزر النبضي ترسب على ركائز MgO (001 (المنحى. وأكدت المرحلة وكريستالينيتي السائبة والمواد رقيقة هي استخدام حيود الأشعة السينية. تكوين والتجانس الكيميائية تؤكدها مطيافية الأشعة السينية النانومترية والطاقة مطيافية الأشعة السينية المشتتة. يتم قياس التضاريس السطحية للأغشية الرقيقة بالفحص المجهري التحقيق. تركيب ذات جودة عالية، الأغشية الرقيقة أكسيد البلورية، استقرت الانتروبيا واحدة تمكن الدراسة من واجهة، والحجم، وسلالة، وآثار الاضطراب على الخصائص في هذه الفئة الجديدة من مواد أكسيد شدة اضطرابه.
منذ اكتشاف سبائك معدنية عالية-الانتروبيا في عام 2004، مواد عالية-الانتروبيا قد اجتذبت اهتماما كبيرا بسبب خصائص مثل زيادة صلابة1،2،3، المتانة4، 5، ومقاومة التآكل3،6. في الآونة الأخيرة، تم اكتشاف أكاسيد عالية-الانتروبيا7،8 ورد9 ، فتح ملعب كبير لهواة المادية. أكاسيد، على وجه الخصوص، يمكن أن تظهر خصائص وظيفية مفيدة وحيوية مثل فيرروليكتريسيتي10و11،ماجنيتوليكتريسيتي12ثيرموليكتريسيتي13الموصلية الفائقة14 . أكاسيد استقرت الانتروبيا (ESOs) أظهرت مؤخرا أن تمتلك مثيرة للاهتمام، وتعتمد على شكل تركيبي الخصائص الفنية15،16، وعلى الرغم من اضطراب كبير، مما يجعل هذه الفئة الجديدة من المواد خاصة مثيرة.
استقرت الانتروبيا مواد متجانسة كيميائيا، متعددة المكونات (عادة بعد خمسة أو أكثر من مكونات)، المواد الوحيدة فيها مساهمة انتروبيك تنجز () إلى طاقة جيبس الحرة (
) كبير يكفي لدفع تشكيل وحيد المرحلة الصلبة الحل17. تخليق ESOs متعددة المكونات، حيث لوحظ اضطراب تنجز الأيوني عبر مواقع الأيونات الموجبة، تتطلب تحكماً دقيقا في تكوينها، ودرجة الحرارة ومعدل الترسيب، إخماد معدل، واخماد درجة الحرارة7،16 . ويسعى هذا الأسلوب لتمكين ممارس القدرة على توليف مرحلة نقية ومتجانسة كيميائيا من أكسيد استقرت الانتروبيا السيراميك الكريات ومرحلة نقية، واحد البلورية، شقة الأغشية الرقيقة من ستويتشيوميتري المطلوب. المواد السائبة يمكن توليفها مع أكبر من الكثافة النظرية 90% مما يتيح دراسة الخصائص الإلكترونية والمغناطيسية، والهيكلية أو استخدامها كمصادر رقيقة المادية بخار ترسب (الترسيب الفيزيائي للبخار) تقنيات. وستعرض أكاسيد استقرت الانتروبيا النظر هنا يكون خمسة الكاتيونات، تقنيات الترسيب الفيزيائي للبخار رقيقة التي توظف خمسة مصادر، مثل الحزمة الجزيئية تنضيد (MBE) أو المشترك اﻷخرق، مع التحدي المتمثل في إيداع طبقات رقيقة متجانسة كيميائيا الواجب إلى تدفق الانجراف. وينتج هذا البروتوكول واحدة متجانسة كيميائيا، بلورية، مسطحة (الجذر-يعني-ساحة (RMS) خشونة ~0.15 نيوتن متر) أكسيد استقرت الانتروبيا الأغشية الرقيقة من مصدر مادي واحد، مما يبين أن تمتلك التركيب الكيميائي الأسمى. ويمكن تعزيز هذا البروتوكول توليف رقيقة بإدراج تقنيات الوصف البصري للرصد في الوقت الحقيقي للتوليف ومراقبة نوعية راقية أو في الموقع الإلكتروني. القيود المتوقعة من هذا الأسلوب تنبع من الانجراف الطاقة الليزر التي قد تحد من سمك أفلام عالية الجودة يكون أقل من 1 ميكرومتر.
وعلى الرغم من التقدم الكبير في النمو وتوصيف رقيقة أكسيد المواد10،18،19،،من2021، العلاقة بين الفراغية و بنية إلكترونية في أكاسيد يمكن أن يؤدي إلى وجود اختلافات كبيرة في المواد النهائية الناجمة عن الاختلافات المنهجية التي تبدو تافهة. وعلاوة على ذلك، مجال أكاسيد متعددة المكونات استقرت الانتروبيا الوليدة بدلاً من ذلك، مع التقارير الحالية سوى اثنين من التوليف رقيقة في7،الأدب16. ESOs تصلح جيدا لهذه العملية، والالتفاف حول التحديات التي ستقدم بترسب البخار الكيميائي وتنضيد الحزمة الجزيئية. هنا، نحن نقدم بروتوكول توليف مفصلة الأكبر ورقيقة الأفلام ESOs (الشكل 1)، بغية التقليل إلى أدنى حد من مواد معالجة الصعوبات، تباينات الملكية غير مقصودة، والتعجيل باكتشاف في المجال تحسين.
أننا قد وصفت وسيظهر بروتوكول لتركيب الجملة وعالية الجودة، واحد أفلام بلوري (ملغ0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cu0.25(1-x)الزنك0.25(1-x)Cox) س (x = 0.20، 0.27، 0.33) و (ملغ0.25(1-x) Co0.25(1-x)ني0.25(1-x)Cuxالزنك0.25(1-x)) س (x = 0.11، 0.27) أكاسيد استقرت الانتروبيا. أننا نتوقع من هذه التقنيات …
The authors have nothing to disclose.
تم تمويل هذا العمل جزئيا بمنحه من “مؤسسة العلوم الوطنية” لا هيئة الهجرة واللاجئين-0420785 (XPS). نشكر مركز جامعة ميشيغان في ولاية ميشيغان “توصيف المواد”، (MC)2، لمساعدته مع XPS، ومختبر جامعة ميشيغان Van Vlack على زرد. كما نود أن نشكر توماس كراتوفيل لمساعدته بإعداد المواد السائبة.
MAGNESIUM OXIDE 99.95% | Fisher | AA1468422 | |
COBALT(II) OXIDE, 99.995% | Fisher | AA4435414 | |
NICKEL(II) OXIDE 99.998% | Fisher | AA1081914 | |
COPPER(II) OXIDE 99.995% | Fisher | AA1070014 | |
ZINC OXIDE 99.99% | Fisher | AA8781230 | |
TRICHLROETHLENE SEMICNDTR 9 | Fisher | AA39744K7 | |
ACETONE SEMICNDTR GRD 99.5% | Fisher | AA19392K7 | |
2-PROPANOL ACS 99.5% | Fisher | A416S4 | |
Mineral oil, pure | Acros Organics | AC415080010 | |
alumina crucible | MTI Corporation | eq-ca-l50w40h20 | |
ZIRCONIA (YSZ) GRINDING MEDIA | Inframat Advanced Materials | 4039GM-S010 | |
SiC paper 320/600/800/1200 | South Bay Technology | SDA08032-25 | |
MgO (100) substrate, 5x5x0.5 mm, 1SP | MTI Corporation | MGa050505S1 | |
OXYGEN COMPRESSED ULTRA HIGH PURITY GRADE, 99.999% | Cryogenic Gases | OXYUHP | |
NITROGEN COMPRESSED EXTRA DRY GRADE | Cryogenic Gases | NITEX |