C60/Graphene hibrid nanoyapıların malzemelerin hazırlık ve
Summary
Burada C60/graphene hibrid nanoyapıların imalatı için bir protokol tarafından fiziksel termal buharlaşma mevcut. Özellikle, ifade ve tavlama koşullarının uygun işleme izin 1D ve yarı 1 d C oluşturulması üzerinde kontrol60 yapıları üzerinde sakinleştirmek grafen.
Abstract
Yüksek vakum ortamında fiziksel termal ifade grafen üzerinde yeni moleküler nanoyapıların imalatı için temiz ve kontrol edilebilir bir yöntemdir. Biz yatırma ve pasif sakinleştirmek grafen fark uygulamaları 1 D C60/graphene hibrid yapıları içeren peşinde ilerlemek C60 molekülleri işleme yöntemleri mevcut. Bu Fuarı olarak uygulanan teknikler hazırlama alanları moleküler ifade hem de termal örnekleri tavlama destekleme kapasitesine sahip olan yüksek vakum sistemleri doğru içindir. C60 ifade tarama tünelleme mikroskobu (STM) sisteme bağlı bir ev yapımı Knudsen hücre kullanarak düşük basınçta odaklanmak. Yatırılan moleküllerin sayısı Knudsen hücre ve ifade saat sıcaklığını kontrol ederek düzenlenmiştir. Tek boyutlu (1D) C60 zincir yapıları iki ya da üç moleküllerin GENIŞLIĞIYLE deneysel Koşulları ayarlama yoluyla hazırlanabilir. Tavlama sıcaklığı onları sakinleştirmek grafen periyodik potansiyel içinde taşımak izin ile C60 molekülleri yüzey hareketliliğini artırır. Bu mekanizmasını kullanarak, 1 D C60 zincir yapıları bir Altıgen yakın Paketli yarı – 1 D şerit yapısına geçiş kontrol etmek mümkündür.
Introduction
Bu iletişim kuralı, mevduat ve 1 D ve yarı – 1 D C60 zincir yapıları gerçekleştirilebilir öyle ki C60 molekülleri grafen üzerinde işlemek açıklar. Bu deney teknikleri yavaş ve büyük çaba gerektirebilir, manuel manipülasyon üzerinde güvenmek zorunda kalmadan arzu yapılandırmaları adsorbates rehberlik gereksinimi karşılamak için geliştirilmiştir. Burada açıklanan yordamları bir örnek hazırlama alanı moleküler ifade ve termal örnekleri tavlama destekleme kapasitesine sahip bir yüksek vakum sistemiyle kullanımı güveniyor. STM örnekleri tanımlamak için kullanılır, ancak diğer moleküler çözümleme teknikleri uygulanabilir.
Knudsen hücre içindeki moleküllerin termal buharlaşma ince filmler hazırlamak için verimli ve temiz bir yoldur. Bu protokol için bir Knudsen hücre C60 molekülleri grafen substrat üzerine buharlaşır için kullanılır. Bu Knudsen hücre Evaporatör esas olarak bir kuvars tüp, bir Isıtma filament, ısıl tel ve feedthroughs1,2,3oluşur. Kuvars tüp molekülleri barındırmak için kullanılır, kuvars molekülleri ile tüp tungsten filaman ısıtır geçerli uygulanan ve ısıl tel ısısını ölçmek için kullanılır. Deneylerde ifade oranı Knudsen hücre sıcaklık kaynağında ayarlama tarafından kontrol edilir. Isıl tel quartz tüpün dış duvarına bitişik ve bu nedenle genellikle moleküler kaynak olduğu hücre içinde sıcaklık biraz farklıdır dış duvar sıcaklığını ölçmek. Kuvars tüp tam sıcaklığı elde etmek için kalibrasyon sıcaklık iç ve dış tüp ölçmek için iki ısıl kurulumları kullanarak gerçekleştirilen ve sıcaklık farkı kaydedildi. Bu şekilde, biz daha doğrusu quartz tüpün dışına yapıştırılmış ısıl tel kullanarak moleküler buharlaşma deneyleri sırasında kaynak sıcaklığını denetleyebilirsiniz. Molekülleri buharlaşıp sublimated moleküllerinin küçük bir miktar daha düşük basınçta bir gaz halinde olan yakıtlar aşamasında çünkü, genellikle bir ilişkili basınç değişikliği olduğunu. Bu nedenle, yükü kilit içindeki basınç değişikliği dikkatlice izleyin.
Bu Evaporatör C60, Ga, Al ve Hg4,5,6,7,8C70, Bor subphthalocyanine klorür gibi çeşitli molekül kaynakları yatırmak için kullanılabilir. Ondan beri var hayır çözücü için gerekli diğer ince film hazırlama teknikleri ile karşılaştırıldığında, örneğin,9,10,11, termal buharlaşma yüksek vakum döküm spin çok temiz ve çok yönlü olduğunu Yeminli ifade. Ayrıca, gaz giderme işleminden önce ifade olası yabancı maddelerin ortadan kaldırarak kaynak, saflığı geliştirir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol için açıklanan teknikleri organik malzemeler ve diğer yüksek buhar basıncı malzemelerin termal ifade için tasarlanmıştır. Bu tekniklerin örnek hazırlama alanları moleküler buharlaşma hem de termal tavlama destekleme kapasitesine sahip olan ultra yüksek vakum sistemleri ile entegre edilebilir. Bu özel deneme için C60 molekülleri grafen substrat ve çalışma yatırmak için amaçtır kendinden montajlı, C60 ve termal etkisi.
Yöntemin yarar…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser ABD ordusu araştırma ofisi grant W911NF-15-1-0414 altında tarafından desteklenmektedir.
Materials
| CF Flanged power feedthrough | Kurt J. Lesker | EFT0042033 | |
| Copper sheets | Alfa Aesar | 7440-50-8 | |
| Thermocouple chromel/alumel wires | Omega Engineering | ST032034/ST080042 | |
| Tungsten wires | Alfa Aesar | 7440-33-7 | |
| Stainless steel rods | McMaster-Carr | 95412A868 | |
| Copper wires | McMaster-Carr | 8873K28 | |
| Hollow copper rods | McMaster-Carr | 7190K52 | |
| C60 | MER Corporation | MR6LP |
References
- Gutzler, R., Heckl, W. M., Lackinger, M. Combination of a Knudsen effusion cell with a quartz crystal microbalance: In situ measurement of molecular evaporation rates with a fully functional deposition source. Review of Scientific Instruments. 81, 015108 (2010).
- de Barros, A. L. F., et al. A simple experimental arrangement for measuring the vapour pressures and sublimation enthalpies by the Knudsen effusion method: Application to DNA and RNA bases. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment. 560, (2006).
- Shukla, A. K., et al. Versatile UHV compatible Knudsen type effusion cell. Review of Scientific Instruments. 75, 4467 (2004).
- Cho, J., et al. Structural and Electronic Decoupling of C60 from Epitaxial Graphene on SiC. Nano Letters. 12, 3018 (2012).
- Jung, M., et al. Atomically resolved orientational ordering of C60 molecules on epitaxial graphene on Cu(111). Nanoscale. 6 (111), 11835 (2014).
- Li, G., et al. Self-assembly of C60 monolayer on epitaxially grown, nanostructured graphene on Ru(0001) surface. Applied Physics Letters. 100 (0001), 013304 (2012).
- Lu, J., et al. Using the Graphene Moire Pattern for the Trapping of C60 and Homoepitaxy of Graphene. Acs Nano. 6, 944 (2012).
- Zhou, H. T., et al. Direct imaging of intrinsic molecular orbitals using two-dimensional, epitaxially-grown, nanostructured graphene for study of single molecule and interactions. Applied Physics Letters. 99, 153101 (2011).
- Belaish, I., et al. Spin Cast Thin-Films of Fullerenes and Fluorinated Fullerenes – Preparation and Characterization by X-Ray Reflectivity and Surface Diffuse-X-Ray Scattering. Journal of Applied Physics. 71, 5248 (1992).
- Bezmel’nitsyn, V. N., Eletskii, A. V., Okun’, M. V. Fullerenes in solutions. Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 168, 1195 (1998).
- Ma, D. N., Sandoval, S., Muralidharan, K., Raghavan, S. Effect of surface preparation of copper on spin-coating driven self-assembly of fullerene molecules. Microelectronic Engineering. 170, 8 (2017).
- Chen, C. H., Zheng, H. S., Mills, A., Heflin, J. R., Tao, C. G. Temperature Evolution of Quasi-one-dimensional C60 Nanostructures on Rippled Graphene. Scientific Reports. 5, 14336 (2015).
