فوق العالي الكثافة صفيف من الانحياز عموديا الأسلاك المتناهية الصغر العضوية الصغيرة الجزيئية على ركائز التعسفي

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع مجموعة من الأسلاك النانوية العضوية المحاذاة رأسيا داخل قالب مسامي. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحضير الركيزة أولا لأكسيد الألومنيوم إما عن طريق تلميع سطح رقائق الألومنيوم أو ترسيب طبقة رقيقة من الألومنيوم على ركيزة تعسفية. الخطوة الثانية هي أنودة رقائق الألومنيوم المصقولة أو الطبقة الرقيقة من الألومنيوم المودعة على ركيزة تعسفية.

الخطوة الأخيرة هي إيداع المواد العضوية في مسام القالب باستخدام نموذج جديد بمساعدة جهاز الطرد المركزي. في النهاية ، يتم استخدام الفحص المجهري الإلكتروني الماسح لإظهار وجود أسلاك نانو عضوية داخل مسام قالب أكسيد الألومنيوم البحري. نشأت فكرة هذه الطريقة لأول مرة عندما واجهت مشكلة في ملء مسام قوالب الألمنيوم الأنوديك باستخدام طرق ترطيب القوالب التقليدية.

قررت استخدام قوة الطرد المركزي لجهاز الطرد المركزي لدفع أو المساعدة في تغلغل المحلول في المسام. قم أولا بقطع ما يقرب من سنتيمترين في سنتيمترين من الألومنيوم غير المصقول عالي النقاء بسمك 250 ميكرومتر ، واغمر عددا صغيرا من الألواح ودورق من نقش حمض الفوسفوريك النيتريك عند 80 درجة مئوية لمدة خمس دقائق بعد النقش تحييد الرقائق عن طريق غمسها في الماء ووضعها في هيدروكسيد الصوديوم المولي لمدة 20 دقيقة. بعد ذلك ، شطف الرقائق بالماء المؤين.

بعد ذلك ، قم بتحميل صفائح الألمنيوم المصقولة في خلايا مسطحة واملأها بحمض الأكساليك بنسبة 3٪. ثم قم بأكسيد الألواح لمدة 15 دقيقة عند انحياز 40 فولت تيار مستمر بعد الأنودة ، واغمر العينة في دورق من نقش حمض الفوسفوريك الكروميك عند 60 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة تقريبا. لإزالة طبقة الأكسيد الأولية ، أعد محاذاة الرقاقة في الخلية المسطحة ، بحيث تتعرض نفس المنطقة المؤكسدة سابقا مرة أخرى للإلكتروليت.

كرر عملية الأنودة باستخدام حمض الأكساليك 3٪ لمدة 2.5 دقيقة عند 40 فولت تيار مستمر. التحيز يغمر قالب A a O في 5٪ حمض الفوسفوريك في درجة حرارة الغرفة لتخفيف طبقة الحاجز في الجزء السفلي من المسام النانوية وتوسيع قطر المسام النانوية إلى حوالي 60 إلى 70 نانومتر بعد 40 دقيقة ، وإزالة القالب من الدورق وشطفه بالماء المؤين. قم بإيداع النظام متعدد الطبقات التالي بالتتابع على الزجاج النظيف.

ينزلق 20 نانومتر من ثاني أكسيد التيتانيوم عن طريق ترسيب الطبقة الذرية ، وسبعة نانومتر من الذهب عبر الاخرق وميكرومتر واحد من الألومنيوم عن طريق الاخرق. بعد إزالة العينات من غرفة التفريغ ، قم بتوصيل قطب رقائق معدنية بسطح الطبقة الرقيقة من الألومنيوم المراد تعزيزها. باستخدام إيبوكسي فضي موصل ، قم بتحميل العينة في الخلية المسطحة واملأها بحمض الأكساليك بنسبة 3٪.

ثم قم بأكسيد الألومنيوم الرقيق لمدة أربع دقائق عند انحياز 30 فولت تيار مستمر دون إزالة العينة من الخلية المسطحة. اشطف الخلية بالماء منزوع الأيونات. صب 60 درجة مئوية من حمض الفوسفوريك الكروميك في الخلية المسطحة ، واتركه جانبا لمدة ساعة.

بعد ذلك ، كرر خطوات الأنودة والنقش باستخدام الشروط الموضحة سابقا. بعد الشطف بالماء المؤين ، املأ الخلية بحمض الأكساليك بنسبة 3٪ وأكسيد الألومنيوم مرة أخيرة باستخدام نفس الظروف كما كان من قبل. راقب تيار النظام ووقف الأنودة عند ملاحظة زيادة حادة في التيار.

بعد ذلك ، قم بإجراء خطوة توسيع ضعيفة عن طريق غمر القالب في 5٪ من حمض الفوسفوريك في درجة حرارة الغرفة. بعد 40 دقيقة ، قم بإزالة القالب من الدورق واشطفه بالماء منزوع الأيونات. قم بتحميل القوالب في الجزء السفلي من أنبوب اختبار جهاز الطرد المركزي بحيث تواجه المنطقة المؤكسدة الجزء العلوي من أنبوب الاختبار.

باستخدام ماصة ، املأ أنابيب الاختبار بما يكفي من محاليل PCBM بحيث يتم غمر كل قالب بالكامل. ثم قم بتحميل أنابيب الاختبار في جهاز الطرد المركزي وقم بتشغيلها لمدة خمس دقائق عند 6 ، 000 دورة في الدقيقة. بمجرد توقف جهاز الطرد المركزي ، قم بتفريغ أنابيب الاختبار وصب محلول ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

قم بإزالة القوالب من أنابيب الاختبار واتركها جانبا حتى تجف. كرر الخطوات السابقة بحيث يتم تنفيذ ما مجموعه خمسة إلى 10 عمليات طرد مركزي. أخيرا ، قم بإزالة كل عينة من قاع أنابيب الاختبار واستخدم قطعة قطن مبللة بالتولوين لتنظيف سطح السطح برفق ، كما يتضح من الصور الموضحة هنا.

تنتج طريقة الصب بالسقوط بمساعدة أجهزة الطرد المركزي أسلاك نانو مستمرة. يتم محاذاة أسلاك النانو المصنعة داخل مسام قالب A O رأسيا وموحدة ومعزولة كهربائيا عن بعضها البعض بقيعان مغطاة يمكن تصنيع هذا بنجاح على عدة ركائز مختلفة ، مما يؤدي إلى التطبيق المحتمل لهذه الهياكل في العديد من الأجهزة المختلفة.

لمزيد من التحقق من أن المادة الموجودة داخل المسام هي ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، تم إجراء التحليل الطيفي للأسلاك النانوية للقوالب الميدانية. تمت مقارنة بيانات الرامين بأطياف الأغشية الرقيقة PCBM والحلقات الممتلئة الموجودة في الأدبيات. لوحظت القمم عند 14 30 و 14 و 63 و 1577 سنتيمترا عكسيا ، والتي تتوافق مع أوضاع T واحد و U four a G two و HG ثمانية على التوالي.

تتطابق هذه الأرقام بشكل جيد مع قيم الأدبيات 14 29 و 14 و 70 و 1575 سنتيمترا عكسيا لثنائي الفينيل متعدد القارات البكر لنفس الأوضاع المعنية. بالإضافة إلى ذلك ، يدل هذا على عدم وجود تحول كبير في قمم الرامين بسبب هندسة الأسلاك النانوية ، ويؤكد وجود أسلاك نانوية ثنائي الفينيل متعدد الكلور داخل المسام قبل اتباع هذا الإجراء. يمكن استخدام طرق أخرى مثل الترسيب الكهربائي للأسلاك النانوية المعدنية أو رش معادن الأغشية الرقيقة لتصنيع أجهزة لتطبيقات مثل spintronics ، و Optive ، والإلكترونيات ، والخلايا الكهروضوئية ، والاستشعار الكيميائي ، والمواد الخارقة