Summary

균일 한 두께의 Ge 전기 분무 증착<sub> (23)</sub>의 Sb<sub> 7</sub> S<sub> (70)</sub>와 같이<sub> (40)</sub> S<sub> (60)</sub> 칼 코게 나이드 유리 필름

Published: August 19, 2016
doi:

Summary

A method of uniform thickness solution-derived chalcogenide glass film deposition is demonstrated using computer numerical controlled motion of a single-nozzle electrospray.

Abstract

용액 계 일렉트로 성막 연속 롤 – 투 – 롤 공정과 호환, 칼 코겐화물 유리에 적용된다. 두 칼 코게 나이드 조성은 입증되어 모두 평면 중 적외선 (중반 IR) microphotonic 장치에 대해 광범위하게 연구 된 창 (23)의 Sb 7 S 70, S 40 60. 이 방법에서, 균일 한 두께의 필름은 컴퓨터 수치 제어 (CNC)의 움직임을 이용하여 제조된다. 칼 코겐화물 유리 (CHG)은 구불 구불 한 경로를 따라 하나의 노즐에 의해 기판 ​​상에 기록된다. 필름 잔류 용매를 운전하고 영화 밀도를 높이기 위해 진공 상태에서 100 ° C와 200 ° C 사이의 열 치료의 일련 하였다. 송신 푸리에 기준 적외선 (FTIR) 분광기 변환 거칠기 측정 표면, 두 조성물은 중간 IR 영역에서 운전 평면 소자의 제조에 적합한 것으로 밝혀졌다. 잔류 용매제거는 창 (23)의 Sb (7) S (70)에 비해 40 S (60) 영화 훨씬 빠른 것으로 밝혀졌다. 전기 분사의 이점에 기초하여, 경사 굴절률 (GRIN) 중간 IR 투명 코팅의 다이렉트 인쇄는 본 연구에서 두 조성물의 굴절률 차는 주어진 구상된다.

Introduction

칼 코게 나이드 안경 (ChGs)는 균일 한 두께, 담요 성막 1-3에 자신의 광범위한 적외선 전송 및 가공성 잘 알려져있다. 온칩 도파관 공진기 및 기타 광학 구성 요소는 리소그래피 기술에 의해 필름이 형성 될 수 있으며, 후속 중합체 코팅 microphotonic 장치 4-5를 제작. 우리가 개발 한 키 탐색 애플리케이션은 많은 유기종 광학 서명 6이 중앙 IR에서 동작 작고 저렴 고감도 화학 센싱 장치이다. Microphotonic 화학 센서는 방사선 (감마 및 알파)에 노출 가능성이 원자로, 근처의 열악한 환경에 배포 할 수 있습니다. 따라서 만성 위염 전기 분무 재료의 광학적 특성의 수정의 광범위한 연구는 매우 중요하며 또 다른 논문에서보고됩니다. 그것은 단지 최근에 방법으로이 글에서는 ChGs의 전기 분무 필름 증착이 전시된다ChGs 7에 적용.

벌크 증감 타겟 열 증발과 같은 스핀 코팅 아민 용매에 용해 만성 위염의 용액을하는 등 용액 파생 기술로서 증착 기술 : 기존의 성막 방법은 두 가지로 분류 될 수있다. 일반적으로, 예를 들면 (용액 유래 필름 인해 막 매트릭스 (3)의 잔류 용매의 존재로 인해 광 신호의 더 높은 손실이 발생하는 경향이 있지만, 증착을 통해 용액 파생 기술의 유일한 장점은 나노 입자의 단순 결합이며 양자점 또는 양자점) 이전에 스핀 코팅하는 8-10. 그러나, 나노 입자의 응집은 스핀 코팅 필름 (10)에서 관찰되었다. 증착법 및 스핀 코팅 방법은 균일 한 두께, 블랭킷 필름의 형성에 매우 적합하면서 또한, 이들은 국소 증착 또는 조작 비 균일 한 두께의 필름으로 자신을 잘 적합하지 않는다. 에프urthermore, 스핀 코팅의 스케일 업 때문에 실행 – 오프에 기판으로부터 인해 높은 물질 폐기물의 어려운이며, 연속 공정 (11)가 아니기 때문에.

현재 만성 위염 성막 기술의 한계 중 일부를 극복하기 위해, 우리는 만성 위염 재료 시스템에 전기 분무 적용을 조사 하였다. 이 과정에서 에어로졸 스프레이 고전압 전기장 (7)을 적용하여 만성 위염 용액을 형성 할 수있다. 이 롤 – 투 – 롤 공정과 호환되는 연속 공정이기 때문에, 소재의 100 % 근처의 사용은 스핀 코팅 위에 이점 인 것이 가능하다. 또, 각각의 만성 위염 에어로졸 방울 단일 양자점의 분리로 인해 대전 물방울이 고 표면적 방울의 빠른 건조 동력학과 결합 쿨롱 반발력에 의해 공간적 자기 분산 것에 더 QD 분산액을 초래할 수 있다고 제안 그 때문에 양자점으로의 이동을 최소화기내 (7), (12). 마지막으로, 국소 증착 GRIN 코팅을 제조하는데 이용 될 수있는 이점이있는 동안 소적의 점도를 증가시킨다. 전기 분무와 만성 위염의 두 QD의 설립 및 GRIN 제작의 탐험은 현재 미래의 문서로 제출 진행되고 있습니다.

이 책에서, 전기 분무의 유연성은 지역화 증착 및 균일 한 두께의 필름을 모두 설명된다. 평면 광 애플리케이션 필름의 적합성을 조사하기 위해, 송신 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 분광기, 표면 품질, 두께 및 굴절율 측정이 이용된다 변환.

Protocol

주의 : 이러한 화학 물질로 작업 할 때 (MSDS)를 물질 안전 보건 자료 (MSDS)를 참조하고, 높은 전압, 증착 시스템의 기계적 움직임, 그리고 사용 된 핫 플레이트와 용광로의 고온과 같은 다른 위험에 유의하십시오. 참고 : 잘 알려진 용융 급냉 기술 (2)에 의해 제조된다 벌크 칼 코게 나이드 유리,이 프로토콜을 시작합니다. 만성 위염 솔루션 1. 준비 …

Representative Results

단일 노즐 일렉트로 가진 균일 한 두께의 필름을 얻기 위해 이용되는 구불 구불 한 경로의 개략도는도 2에 도시되어있다. 같이 3 분무 사문석 모션 이루어지는 부분적으로 경화 된 60 S 40 막의 일례 전송 FTIR 스펙트럼을 나타낸다 또한 순수 에탄올 용매의 스펙트럼있다. 도 3에 도시 된 바와 같이 예 FTIR 스?…

Discussion

기판에 스프레이 상대적인 움직임 사문석 증착 균일 한 두께의 필름의 초기의 막 두께 분포가 증가하고있다. Y 방향 이동 거리 (기판에 도착시) 스프레이의 직경을 초과하면, 유속은 기판상의 모든 포인트는 약 동등 해지고, 두께 균일 성이 달성된다. 균일 한 두께 electrosprayed 필름 이론상 막 두께 T의 적절한 증착 변수를 결정하기 위해 이용된다. 이는 표 1의 증착 변수로부터 유도 된 ?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Funding for this work was provided by Defense Threat Reduction Agency contracts HDTRA1-10-1-0073: HDTRA1-13-1-0001.

Materials

Ethanolamine Sigma-Aldrich 411000-100ML 99.5% purity
Si wafer University Wafer 1708 Double side polished, undoped
Syringe Sigma-Aldrich 20788 Hamilton 700 series, 50 microliter volume
Syringe pump Chemyx Nanojet
CNC milling machine MIB instruments CNC 3020
Power supply Acopian P015HP4 AC-DC power supply, 15 kV, 4 mA

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Diesen Artikel zitieren
Novak, S., Lin, P., Li, C., Borodinov, N., Han, Z., Monmeyran, C., Patel, N., Du, Q., Malinowski, M., Fathpour, S., Lumdee, C., Xu, C., Kik, P. G., Deng, W., Hu, J., Agarwal, A., Luzinov, I., Richardson, K. Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films. J. Vis. Exp. (114), e54379, doi:10.3791/54379 (2016).

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