צמיחה של זהב ננו יערות הדנדריטים על טיטניום Nitride-מצופה סיליקון מצעים

פרוטוקול זה הוא פשוט, מהיר, שיטת תצהיר אלקטרוליזה להכנת יערות ננו דנדריטי זהב על מצע סיליקון מצופה טיטניום ניטרידה. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם הפשטות שלה ואת המהירות שלה. יערות דנדריטיים מזהב יכולים לגרום לנקודות חמות פלסמוניות ולשפר את התגובות הפוטקטיות הפלסמוניות.

אפשר גם להשתמש בהליך זה כדי להכין את יערות ננו דנדריטי של מתכות סגסוגת כגון כסף. הדגמת וידאו מקלה על הדגשת פרטים חיוניים בניסוי. כדי להתחיל את ההליך, לחתוך 10 שני על ידי שתי חתיכות סנטימטר של רקיק סיליקון n-סוג.

Sonicate דגימות סיליקון במשך חמש דקות כל אחד אצטון, אלכוהול איזורופיל, מים deionized ברצף. יבש את הדגימות במשך חמש דקות תחת זרם של גז חנקן. לאחר מכן, מניחים את דגימות הסיליקון הנקיות והיבושות במחזיק דגימה, ומכניסים את המחזיק לתא דגימה של HiPIMS.

מניחים יעד טיטניום בקוטר 4 אינץ' על קתודה Sputtering HiPIMS, ולשאוב את התא HiPIMS עד שמונה פעמים 10 כדי שלילי שש טורס. הפקד שכבת 50 ננומטר לחשוב של טיטניום על דגימות הסיליקון. לאחר מכן, להפקיד טיטניום ניטרד כדי להשיג עובי טיטניום ניטרידה הכולל של כ 300 ננומטר.

כאשר תצהיר טיטניום ניטרייד הושלם, לשלב 240 microliters של חומצה כלורואורית טוחה אחת, שמונה מיליליטר של שישה לחריטת תחמוצת מאוגרת אחת, ו 15.76 מיליליטר של מים deionized במיכל polytetrafluoroethylene. לטבול מצע אחד בתספורת חומצה כלורואורית בדיוק שלוש דקות, ולאחר מכן לשטוף אותו עם מים deionized. מייבשים את הדגימה מתחת לזרם של גז חנקן ודגירה אותו ב 120 מעלות צלזיוס במשך חמש דקות.

חזור על תהליך זה עבור כל אחד מהמצעים הנותרים מצופים טיטניום ניטרד. כאשר הכנת הדגימה הושלמה, לאפיין את הדגימות עם סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים ועיוות רנטגן. פיזור אנרגיה של ספקטרוסקופיית רנטגן אישר כי מבני זהב גדלו על משטחי סיליקון מצופים טיטניום ניטרד.

סרט הטיטניום ניטרייד שהופקד על רקיק הסיליקון היה חלק ואחיד. תוך דקה מהצבת המדגם בתספור הצמיחה, גרעיני זהב קטנים הופיעו על פני המדגם עם כמה גרעינים גדולים יותר שדמו לתפודי ים. מבנים דמויי עץ בודדים נצפו לאחר שלוש דקות של צמיחה, עם הסתעפות המתרחשת לאחר חמש דקות של צמיחה.

לאחר 10 דקות, הננו-יערות הדנדריטיים כיסו את כל משטח הטיטניום ניטריט. לאחר 15 דקות, היערות הדנדריטיים היו צפופים ועובים כחמש מיקרומטרים. עובי הננו-יערות של הזהב נמצא גדל באופן ליניארי עם זמן הסינתזה.

פסגות הזהב בהדרת קרני רנטגן גם גדלו עם הזמן בעוד אותות טיטניום ניטירה נעלמו ככל הסינתזה התקדמה. הדברים החשובים ביותר שיש לזכור בעת ניסיון הליך זה הוא שיעור הרכב PH של פתרון, גם להשפיע על שיטת התצהיר. ניתן להמציא DNFs ומצעים מצופים טיטניום ניטריס אחרים כגון סיליקון סיליקה, זכוכית קונבנציונלית, זכוכית ITO, ואת זכוכית FDO עבור יישומים שונים.

יש להיזהר בעת טיפול בדגימות כי קל להסיר את DNFs הזהב מן מצעי סיליקון טיטניום ניטריט אם DNF זהב יש חולה מספיק. זכור ללבוש ציוד מגן אישי בעת עבודה עם תחריט תחמוצת חיץ, המכיל מימן פלואוריד.