Bezzasieenny wzrost nanodrutu bizmutu poprzez próżniowe odparowanie termiczne

Ogólnym celem tej eksperymentalnej procedury jest wyhodowanie monokrystalicznych nanodrutów bizmutu w skalowalny sposób poprzez termiczne odparowanie w wysokiej próżni. Metoda ta może być stosowana do syntezy wysokiej jakości nanosów biznesowych z wysoką wydajnością. Materiał ten cieszy się dużym zainteresowaniem w dziedzinie badań nad półelektrycznością.

Główną zaletą tej techniki jest to, że nie zawiera ona katalizatorów ani nasion, a procedura syntezy odbywa się w wysokiej próżni, dzięki czemu nanodrut jest formowany w hiperczystości. Metoda ta zapewnia wgląd w to, w jaki sposób porowatość w nanoskali indukuje spontaniczny wzrost nanodrutów biznesowych, ale powinna mieć również zastosowanie do innych systemów o niskiej temperaturze topnienia, takich jak Indio i cyna. Aby rozpocząć, odpowietrz komorę osadzania do ciśnienia atmosferycznego i otwórz komorę.

Odpowietrzanie odbywa się poprzez naciśnięcie przycisku uruchamiania odpowietrzania komputera na interfejsie oprogramowania sterującego, który automatycznie uruchamia sekwencję odpowietrzającą komorę do ciśnienia atmosferycznego. Po osiągnięciu ciśnienia atmosferycznego. Otwórz komorę, pociągając za przednie drzwiczki dostępowe.

Następnie zamontuj wolframową łódź do odparowywania między parą elektrod do odparowywania termicznego. Umieść jeden gram granulek bizmutu w łodzi odparowującej, zamontuj tarczę rozpylania wanadu do źródła rozpylania magnetronu. Następnie podłącz złącza mini bananowe regulatora temperatury w pętli zamkniętej do przepustu elektrycznego systemu osadzania.

Aby oczyścić substraty wzrostowe za pomocą plazmy tlenowej, umieść substraty wzrostowe w czyszczarce plazmowej i pompuj komorę, naciskając przycisk odkurzania do podstawowego ciśnienia 10 militorów. Otwórz zawór tlenu gazowego i wprowadź tlen gazowy do komory, naciskając przycisk włączania gazu na panelu przednim. Wyreguluj natężenie przepływu, naciskając przyciski INCR i DECR do kontroli natężenia przepływu gazu, aby utrzymać ciśnienie w komorze około 100 militorów.

Następnie ustaw moc plazmy na 20 watów, naciskając przyciski INCR i DECR do sterowania mocą i zapal plazmę, naciskając przycisk RF on. Odczekaj pięć minut przed wyłączeniem plazmy, naciskając przycisk włączania RF. Następnie odwietrzyć komorę, naciskając przycisk upustu przed pobraniem substratów w celu załadowania substratu.

Najpierw zamontuj zespół kontroli temperatury podłoża do uchwytu podłoża. Użyj zacisków sprężynowych, aby zamontować podłoża wzrostowe na górze zespołu grzałki chłodnicy Peltiera. Następnie zamontuj w pełni zmontowany uchwyt podłoża w komorze osadzania parowego.

Mając podłoża skierowane w stronę źródeł osadzania, podłącz przepusty elektryczne do zespołu grzałki chłodnicy Peltiera. Zamknij przesłonę podłoża, aby uniknąć niezamierzonego osadzania się na podłożu. Następnie rozpocznij pompowanie w dół komory osadzania.

Pompowanie odbywa się poprzez naciśnięcie przycisku start pompowania PC na interfejsie oprogramowania sterującego, który automatycznie uruchamia sekwencję, która pompuje komorę do ciśnienia podstawowego w celu osadzenia wanadu za pomocą źródła rozpylania magnetronowego Rozpocznij przepływ argonu w źródle rozpylania. Ustaw natężenie przepływu w zakresie od 40 do 50 standardowych centymetrów sześciennych na minutę. Dostosuj prędkość obrotową pomp turbomolekularnych do ciśnienia w komorze od 2,5 do trzech militorów, podczas gdy komora stopniowo osiąga ciśnienie w stanie ustalonym.

Ustaw współczynniki kalibracji grubości na mikrowagę kryształu kwarcu lub QCM dla wanadu. Gęstość wynosi 5,96 grama na centymetr sześcienny, a współczynnik Z wynosi 0,530. Włącz źródło rozpylania prądu stałego i ustaw moc na 200 do 250 watów bez otwierania żaluzji podłoża.

Utrzymuj źródło włączone przez dwie minuty. Otwórz przesłonę podłoża, aby rozpocząć osadzanie wanadu. W międzyczasie zresetuj skumulowaną grubość QCM do zera.

Kontynuuj osadzanie, aż pozorna grubość 20 nanometrów zostanie skumulowana na odczyt QCM. Następnie zamknij przesłonę podłoża, stopniowo zmniejszaj moc rozpylania do zera. Następnie wyłącz źródło, odciąć dopływ argonu.

Na koniec przywróć pompę turbomolekularną do pełnej mocy. Bardzo ważne jest, aby temperatura podłoża była utrzymywana stabilnie i precyzyjnie, a linie nanowirusa były silnie dostosowane przez temperaturę W przypadku osadzania bizmutu w temperaturach powyżej lub poniżej temperatury pokojowej należy ustawić żądaną wartość w regulatorze temperatury. Poczekaj, aż zostanie osiągnięta żądana temperatura.

Ustaw współczynniki kalibracji grubości na QCM dla bizmutu. Gęstość wynosi 9,78 grama na centymetr sześcienny, a współczynnik Z wynosi 0,790. Włącz zasilanie termicznego odparowywania do źródła bizmutu.

Następnie powoli zwiększaj moc grzewczą łodzi wolframowej, aż do osiągnięcia szybkości osadzania dwóch angstremów na sekundę. Na odczyt QCM zresetuj skumulowaną grubość QCM do zera. W międzyczasie otwórz przesłonę podłoża, aby rozpocząć osadzanie bizmutu.

Kontynuuj osadzanie, aż do uzyskania pozornej grubości 50 nanometrów. Następnie zamknij przesłonę podłoża. Stopniowo zmniejszaj moc parowania termicznego do zera.

Wyłącz źródło. Wyłącz zasilanie termicznej grzałki chłodnicy elektrycznej. Odpowietrzyć komorę osadzania do ciśnienia atmosferycznego i otworzyć komorę.

Na koniec wyjmij uchwyt podłoża i zbierz podłoża pokryte drutem z drutu bizmutu. Przedstawiono tu przekrojową skaningową mikroskopię elektronową lub obrazy SEM podkładu wanadowego utworzonego metodami magnetronu, rozpylania i odparowywania termicznego. Tu. Przedstawiono obrazy SEM dla nanodrutów bizmutu powstających w różnych temperaturach podłoża.

Strukturę krystaliczną nanodrutów bizmutu określa się za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej, selektywnej obszarowej dyfrakcji elektronów i badań dyfrakcji rentgenowskiej. Analiza pierwiastkowa za pomocą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii wskazuje, że nanodruty bizmutu nie są stopione z dolną warstwą wanadu. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak chytrze rosnąć.

Monokrystaliczne nano biznesowe zużywa się poprzez parowanie termiczne w wysokiej próżni Podczas próby tej procedury ważne jest, aby dokładnie kontrolować temperaturę podłoża, ponieważ może to znacząco wpłynąć na wymiar nano zużycia. Niskie ciśnienie podstawowe ma również kluczowe znaczenie dla uniknięcia utleniania zdewastowanych materiałów po ich powstaniu. Technika ta utorowała drogę poszukiwaczom w dziedzinie syntezy fizycznej nanostruktur do wykorzystania energii powierzchniowej jako siły napędowej dla wysokiej jakości i hipernanostruktur.