مساحة كبيرة على أساس الركيزة النانومترى من جسيمات نانوية الذهب يمكن السيطرة عليها وقابلة للتخصيص عبر توج ديويتينج
Summary
هذا البروتوكول تفاصيل تقنية نانو-تصنيع رواية التي يمكن استخدامها لجعل الأفلام نانوحبيبات يمكن السيطرة عليها وتخصيص مساحات كبيرة على أساس التجميع الذاتي من ديويتينج توج الأفلام المعدنية.
Abstract
أثبتت التطورات العلمية في استخدام نانوحبيبات المعدني لكفاءة تحويل الطاقة المحسنة والأجهزة البصرية تحسين الأداء، وتخزين البيانات عالية الكثافة الفائدة المحتملة لاستعمالها في الصناعة التطبيقات. هذه التطبيقات تتطلب مراقبة دقيقة على مدى حجم نانوحبيبات والمباعدة بين الولادات، وفي بعض الأحيان الشكل. هذه المتطلبات قد أدت إلى الاستفادة من الوقت والتكلفة خطوات المعالجة المكثفة لإنتاج جسيمات نانوية، مما يجعل الانتقال إلى التطبيق الصناعي غير واقعية. هذا البروتوكول سيؤدي إلى حل هذه المشكلة عن طريق توفير وسيلة معقولة وقابلة لإنتاج الأفلام نانوحبيبات مساحة كبيرة مع مراقبة نانوحبيبات تحسن بالمقارنة مع التقنيات الحالية. في هذه المقالة، سوف يتجلى في العملية مع الذهب، ولكن يمكن أيضا استخدام المعادن الأخرى.
Introduction
تصنيع الفيلم نانوحبيبات مساحة كبيرة من الأهمية بمكان اعتماد التطورات التكنولوجية الأخيرة في تحويل الطاقة الشمسية، وتخزين البيانات عالية الكثافة باستخدام جسيمات نانوية plasmonic1،2، 3 , 4 , 5-من المثير للاهتمام، هو الخصائص المغناطيسية لبعض هذه الجسيمات النانوية plasmonic، التي توفر هذه الجسيمات النانوية مع القدرة على التلاعب والتحكم بالضوء على النانو. هذا للتحكم في ضوء ينص على إمكانية تعزيز فخ الخفيفة الضوء الحادث في النانو وزيادة أبسوربتيفيتي سطح. استناداً إلى هذه الخصائص نفسها، ولديها القدرة على أن جسيمات نانوية في أما ممغنط ودولة غير ممغنط، تعريف العلماء أيضا منصة جديدة لتخزين البيانات الرقمية عالية الكثافة. وفي كل من هذه التطبيقات، من الأهمية بمكان أن على منطقة كبيرة وأسعار معقولة النانومترى هو تطوير تقنية تسمح للسيطرة على حجم نانوحبيبات والمباعدة بين الولادات، والشكل.
وتستند التقنيات المتاحة لإنتاج جسيمات نانوية الغالب طباعة حجرية نانوية، التي لها قابلية كبيرة وتكاليف القضايا. وكانت هناك عدة دراسات مختلفة التي حاولت معالجة مشكلة قابلية هذه التقنيات، ولكن حتى الآن، لا توجد عملية موجود يوفر مستوى الرقابة اللازمة لتصنيع نانوحبيبات والتكلفة والوقت فعالة بشكل كاف اعتماد في التطبيقات الصناعية6،،من78،9،،من1011. مطلوب الأخيرة بعض الجهود البحثية تحسين التحكم الليزر النبضي المستحث ديويتينج (بليد) وقالب الحالة الصلبة ديويتينج12،،من1314، ولكن لا يزال لديهم كبيرة خطوات الطباعة الحجرية، وهكذا مشكلة الاستيعاب.
في هذه المخطوطة، نقدم بروتوكول أسلوب النانومترى الذي سيعالج هذه المسألة التدرجية والتكلفة التي ابتليت باعتماد واستخدام نانوحبيبات الأفلام في نطاق واسع من التطبيقات الصناعية. يسمح هذا الأسلوب معالجة السيطرة على حجم إنتاج نانوحبيبات والتباعد عن طريق التلاعب الطاقات السطحية التي تملي التجميع الذاتي من جسيمات نانوية تشكيلها. هنا، نحن توضح استخدام هذه التقنية باستخدام طبقة رقيقة من الذهب لإنتاج جسيمات نانوية الذهب، لكن قد قمنا مؤخرا بنشر إصدار مختلف قليلاً من هذا الأسلوب استخدام فيلم نيكل وبالتالي يمكن استخدام هذا الأسلوب مع أي المعدن المطلوب. والهدف من هذا الأسلوب لإنتاج أفلام نانوحبيبات مع التقليل من تكلفة وتعقيد العملية وهكذا نحن بتعديل نهجنا السابقة، التي تستخدم ترسيب طبقة الذرية واشعاع الليزر النانوسيكند على نظام ني-ألومينا والاستعاضة عنها لهم مع المادية بخار ترسب وطبق ساخن. كما أظهرت نتيجة لعملنا بشأن نظام ني-شركة ألومينا بمستوى مقبول من السيطرة على مورفولوجية السطح بعد ديويتينج15.
Protocol
Representative Results
Discussion
البروتوكول عملية سهلة وممكنة لعملية نانو-تصنيع لإنتاج جسيمات نانوية على الركازة مساحات كبيرة مع خصائص يمكن السيطرة عليها. ظاهرة ديويتينج، الأمر الذي يؤدي إلى إنتاج جزيئات، يستند إلى اتجاه طبقة ديويتيد إلى تحقيق الحد الأدنى من الطاقة السطحية. ويستهدف السيطرة على حجم وشكل من الجسيمات مع ت?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نعترف بالدعم من “مرفق الأساسية الفحص المجهري” في جامعة ولاية يوتا للنتيجة ووزارة شؤون المرأة. ونعترف أيضا “المؤسسة الوطنية للعلوم” (جائزة #162344) للعاصمة ماغي اﻷخرق النظام، المؤسسة الوطنية للعلوم (جائزة #133792) (مجال الإلكترون وأيون) 650 كمات فيي، وإدارة الطاقة، جامعة الطاقة النووية برنامج نانولاب نوفا فيي 600.
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 |
References
- Pillai, S., Catchpole, K. R., Trupke, T., Green, M. A. Surface plasmon enhanced silicon solar cells. Journal of Applied Physics. 101 (9), 093105 (2007).
- Ding, B., Lee, B. J., Yang, M., Jung, H. S., Lee, J. -. K. Surface-Plasmon Assisted Energy Conversion in Dye-Sensitized Solar Cells. Advanced Energy Materials. 1 (3), 415-421 (2011).
- Tehrani, S., Chen, E., Durlam, M., DeHerrera, M., Slaughter, J. M., Shi, J., Kerszykowski, G. High density submicron magnetoresistive random access memory (invited). Journal of Applied Physics. 85 (8), 5822-5827 (1999).
- Ross, C. A., et al. Fabrication of patterned media for high density magnetic storage. Journal of Vacuum Science & Technology B. 17, 3168 (1999).
- Gu, M., Zhang, Q., Lamon, S. Nanomaterials for optical data storage. Nature Reviews Materials. 1, 16070 (2016).
- Mock, J. J., Barbic, M., Smith, D. R., Schultz, D. A., Schultz, S. Shape effects in plasmon resonance of individual colloidal silver nanoparticles. The Journal of Chemical Physics. 116 (15), 6755-6759 (2002).
- Su, K. -. H. A., et al. Interparticle Coupling Effects on Plasmon. Resonances of Nanogold Particles, Nano Letters. 3 (8), 1087-1090 (2003).
- Lee, K., El-Sayed, M. A. Gold and Silver Nanoparticles in Sensing and Imaging: Sensitivity of Plasmon Response to Size, Shape, and Metal Composition. The Journal of Physical Chemistry B. 110 (39), 19220-19225 (2006).
- Grzelczak, M., Prez-Juste, J., Mulvaney, P., Liz-Marzn, L. M. Shape control in gold nanoparticle synthesis. Chemical Society Reviews. 37 (9), 1783-1791 (2008).
- Ye, J., Thompson, C. Templated Solid-State Dewetting to Controllably Produce Complex Patterns. Advanced Materials. 23 (13), 1567-1571 (2011).
- Huang, J., Kim, F., Tao, A., Connor, S., Yang, P. Spontaneous formation of nanoparticle stripe patterns through dewetting. Nature Materials. 4, 896-900 (2005).
- Hughes, R. A., Menumerov, E., Neretina, S. When lithography meets self-assembly: a review of recent advances in the directed assembly of complex metal nanostructures on planar and textured surfaces. Nanotechnology. 28 (28), 282002 (2017).
- Kim, D., Giermann, A. L., Thompson, C. V. Solid-state dewetting of patterned thin films. Applied Physics Letters. 95 (25), 251903 (2009).
- Fowlkes, J. D., Doktycz, M. J., Rack, P. D. An optimized nanoparticle separator enabled by electron beam induced deposition. Nanotechnology. 21 (16), 165303 (2010).
- White, B. C. A., et al. The Effect of Different Thickness Alumina Capping Layers on the Final Morphology of Dewet Thin Ni Films. Applied Physics A. 124 (3), 233 (2018).
