Name: preparation and characterization of c60/graphene hybrid nanostructures
Uploaded: 2018-05-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 40 s
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この作品は、W911NF-15-1-0414 グラントの下米国陸軍研究局によってサポートされます。

1. 自家製クヌーセンセルの準備
<ol><li>
クヌーセンセルのためのコンポーネントを準備します。
	<ol>
<li>購入フランジ CF ベース電源フィードスルー (2.75"CF, 4 ピン ステンレス)。1 つ直径 1.30」線と円周の間のクロス ポイントで、フィードスルーを通して 2 つのネジ穴をドリルします。</li>
		<li>ガラス管 (0.315"外径 (OD) 2.50" の長さ) を準備します。</li>
		<li>0.005"厚銅薄板 (99.9%) を購入します。7.5"L の寸法に 1 つのシートをカット x 5.0" W はさみ、手で 1.45"径シールド中空博士にカールのペアを使用して (図 1 a)。</li>
		<li>クロメルとアルメル線 3"の長さを切断することによって K 型熱電対 (クロメル/アルメル) 直径 0.005」を準備します。両方のワイヤの両端からの長さは約 0.5」の絶縁体層をはがします。</li>
		<li>0.01"直径タングステン ワイヤ (99.95%) を約 60 インチの長さにカットします。匹敵するガラス管径の棒をそれしっかりとラップの 0.315"直径のバネ形状にコイルします。</li>
		<li>陶芸作品を購入します。適切な直方体ワンピース (図 1 bの 5 ) ガラスの寸法に合った真ん中に穴が開いてを準備します。</li>
		<li>旋盤機械で製材のバンディングと 7"の長さに 2 標準鋼スレッド 0.10" 直径の棒を削減します。</li>
		<li>ハサミを使用して、おおよそ 30"長さにソフト、0.01" 径の銅ワイヤーをカットします。</li>
		<li>2「長さ、および 4"長さのサイド カッターを使用して、1 つの棒に 3 つ棒を切断することによって 4 0.094" OD 径中空銅棒材を準備します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
クヌーセン細胞でこれらの作品を組み立てる
	<ol>
<li>1.1 42 kHz で 30 分間アセトンで洗浄は超音波を使用しての手順に記載されているすべてのコンポーネントをクリーンアップします。</li>
		<li>2 の標準鋼通された棒は電源フィードスルーの CF フランジの穴をマウントします。 注: 穴がスレッド (で 7 図 1 b) です。</li>
		<li>中空の銅棒にピンを挿入してサイド カッター (図 1 bの 6 ) によってそれらの修正によって CF フランジ付け電源フィードスルーの 4 ピンの最上部で 4 中空銅ロッドの半分で下部をマウントします。</li>
		<li>軟銅線に通された棒の下からの 2.5"高い位置で陶芸作品をマウントします。 注: この作品は、次の手順 (図 1 bの 5 ) でガラス管をサポートします。</li>
		<li>カール タングステン春にガラス管をスライドさせます。セラミック部分の穴にガラス管の下部を絞る。(3 と 4 の図 1 b) 通された棒の上端にガラス管の上端を保持するのに軟銅線を使用します。</li>
		<li>A. 短い銅棒の B (A と B の図 1 b) として定義されている 1 つに春の下端をグリップとして定義されている、長い銅棒ばねの上端をグリップします。</li>
		<li>クロメルとアルメル ワイヤ一緒に (2 の図 1 b) の皮をむいた端をひねます。</li>
		<li>ガラス管の外側の底部と密接に接触するツイスト共同エンドを配置します。セラミック部分の助けを借りてそれを固定します。</li>
		<li>C. グリップとして定義されて左 2 の短いの銅棒の 1 つに、クロメルの他の皮をむいた端のワイヤー D (C と D の図 1 b) として定義されている、左の短い銅ロッドにアルメル ワイヤの他の皮をむいた端のグリップ。</li>
		<li>(図 1 a) CF フランジ付け電源フィードスルーにカール銅中空博士シールドを配置します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 自家製クヌーセンセルで C60ソースを準備します。
<ol><li>自家製のクヌーセンセルで C60ソースをロードします。<ol>
<li>自家製のクヌーセンセルのガラス管に C60粉末 (純度 99.5%) の約 50 mg をロードします。 注: 粉体の質量の 1 mg を超える精度が必要ではありません。</li>
		<li>読み込みロックの 1 つの分岐に戻ってクヌーセンセルをマウントします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>読み込みロックをポンプします。<ol>
<li>読み込みロックのポンプをオンに。最初ターボ ポンプを冷却水バルブをオンにし、機械式ポンプを冷却するファンをオンにします。機械式ポンプをオンにし、最終的にターボ ポンプを入れます。</li>
		<li>ロックの負荷圧力をチェックして、約 10 時間を待ちます。 注: ターボ ポンプの出口圧力は x 10-2 mbar 6.0 をする必要があります。</li>
		<li>低圧 (通常 10-6 mbar) の下に負荷ロックにマウントされているイオン ゲージを入れます。</li>
		<li>ロックの負荷圧力をチェックする: 圧力は 10 h ポンプの後 10-8 mbar の範囲内にする必要があります。</li>
	</ol>
</li>
	<li>C60ソース自家製クヌーセンセルをアニールします。<ol>
<li>自家製のクヌーセンセルで C60ソースを徐々 にアニール (1.5 ° C/分) 電源を接続することにより脱ガスの 2 h の 250 ° c を CF フランジ付け電源フィードスルーのカール タングステン春に接続されている 2 つのピンに供給します。</li>
		<li>成膜温度 (270 ° C) の上である 300 ° C にアニーリングの温度を上げます。</li>
		<li>さらに脱ガス 0.5 h 300 ° C でアニールします。</li>
		<li>蒸着 270 ° C まで温度を下げます。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 超高真空チャンバーのアトミックきれいなグラフェンを準備します。
<ol><li>STM システム (超高真空下で試料を熱処理と準備するための特別な場所) の超高真空準備室で焼鈍板 (銅箔) のサンプル ストレージ カルーセルからグラフェンを転送します。</li>
	<li>400 ° c. に温度を徐々 に増やすことで基本準備室内低 10-10 mbar の圧力でグラフェン基板をアニールします。</li>
	<li>12 h グラフェン表面に残留不純物を除去するを待ちます。</li>
	<li>部屋の温度に徐々 にグラフェン基板のアニール温度が低下します。</li>
</ol>4. 入金負荷ロックで自家製クヌーセンセルを用いたグラフェン基板上に C 60
<ol><li>グラフェン基板を負荷ロックに転送します。<ol>
<li>転送位置の準備室でプレートを配置します。アトミックきれいなグラフェンと C60ソースの準備をした後、アトミックきれいなグラフェンを蒸着 C60負荷のロックに転送します。</li>
		<li>読み込みロックと準備室の間の弁を開きます。</li>
		<li>準備室でプレートから積み出しツールで読み込みロックにグラフェン基板を転送します。</li>
		<li>グラフェン基板の顔を置くダウン (C60は以下のソースから来ている)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>グラフェン基板上に C60を入金します。 メモ: C60分子自家製のクヌーセンセルから 270 ° C でグラフェン基板に転送します。<ol>
<li>0.9 単分子膜/分の堆積速度と 1 分待ちます。</li>
		<li>C60/graphene サンプルを準備室に転送します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. C 60 /Graphene STM メイン室で測定するサンプルを準備しなさい
<ol><li>超高真空準備室で 2 時間 3.1 ° C/分の速度で 150 ° C に C60/graphene サンプルをアニールします。</li>
	<li>STM の主室に STM を用いた C60/graphene サンプルをスキャンします。</li>
	<li>2 h の 3.1 ° C/分の速度で 210 ° C に C60/graphene サンプルをアニールします。</li>
	<li>STM を用いた C60/graphene サンプルをスキャンします。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Gutzler, R., Heckl, W. M., Lackinger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combination+of+a+Knudsen+effusion+cell+with+a+quartz+crystal+microbalance:+In+situ+measurement+of+molecular+evaporation+rates+with+a+fully+functional+deposition+source.">Combination of a Knudsen effusion cell with a quartz crystal microbalance: In situ measurement of molecular evaporation rates with a fully functional deposition source.</a> Review of Scientific Instruments. 81, 015108 (2010).</li><li>de Barros, A. L. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+experimental+arrangement+for+measuring+the+vapour+pressures+and+sublimation+enthalpies+by+the+Knudsen+effusion+method:+Application+to+DNA+and+RNA+bases.">A simple experimental arrangement for measuring the vapour pressures and sublimation enthalpies by the Knudsen effusion method: Application to DNA and RNA bases.</a> Nuclear Instruments &amp; Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment. 560, (2006).</li><li>Shukla, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Versatile+UHV+compatible+Knudsen+type+effusion+cell.">Versatile UHV compatible Knudsen type effusion cell.</a> Review of Scientific Instruments. 75, 4467 (2004).</li><li>Cho, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+Electronic+Decoupling+of+C60+from+Epitaxial+Graphene+on+SiC.">Structural and Electronic Decoupling of C60 from Epitaxial Graphene on SiC.</a> Nano Letters. 12, 3018 (2012).</li><li>Jung, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomically+resolved+orientational+ordering+of+C60+molecules+on+epitaxial+graphene+on+Cu(111).">Atomically resolved orientational ordering of C60 molecules on epitaxial graphene on Cu(111).</a> Nanoscale. 6 (111), 11835 (2014).</li><li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+C60+monolayer+on+epitaxially+grown,+nanostructured+graphene+on+Ru(0001)+surface.">Self-assembly of C60 monolayer on epitaxially grown, nanostructured graphene on Ru(0001) surface.</a> Applied Physics Letters. 100 (0001), 013304 (2012).</li><li>Lu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+the+Graphene+Moire+Pattern+for+the+Trapping+of+C60+and+Homoepitaxy+of+Graphene.">Using the Graphene Moire Pattern for the Trapping of C60 and Homoepitaxy of Graphene.</a> Acs Nano. 6, 944 (2012).</li><li>Zhou, H. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+imaging+of+intrinsic+molecular+orbitals+using+two-dimensional,+epitaxially-grown,+nanostructured+graphene+for+study+of+single+molecule+and+interactions.">Direct imaging of intrinsic molecular orbitals using two-dimensional, epitaxially-grown, nanostructured graphene for study of single molecule and interactions.</a> Applied Physics Letters. 99, 153101 (2011).</li><li>Belaish, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin+Cast+Thin-Films+of+Fullerenes+and+Fluorinated+Fullerenes+-+Preparation+and+Characterization+by+X-Ray+Reflectivity+and+Surface+Diffuse-X-Ray+Scattering.">Spin Cast Thin-Films of Fullerenes and Fluorinated Fullerenes - Preparation and Characterization by X-Ray Reflectivity and Surface Diffuse-X-Ray Scattering.</a> Journal of Applied Physics. 71, 5248 (1992).</li><li>Bezmel'nitsyn, V. N., Eletskii, A. V., Okun', M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fullerenes+in+solutions.">Fullerenes in solutions.</a> Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 168, 1195 (1998).</li><li>Ma, D. N., Sandoval, S., Muralidharan, K., Raghavan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+surface+preparation+of+copper+on+spin-coating+driven+self-assembly+of+fullerene+molecules.">Effect of surface preparation of copper on spin-coating driven self-assembly of fullerene molecules.</a> Microelectronic Engineering. 170, 8 (2017).</li><li>Chen, C. H., Zheng, H. S., Mills, A., Heflin, J. R., Tao, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+Evolution+of+Quasi-one-dimensional+C60+Nanostructures+on+Rippled+Graphene.">Temperature Evolution of Quasi-one-dimensional C60 Nanostructures on Rippled Graphene.</a> Scientific Reports. 5, 14336 (2015).</li></ol>

何を開示する必要があります。

このプロトコルで説明する方法は、熱蒸着有機資材など高蒸気圧のため設計されています。これらのテクニックは、熱処理し同様に分子の蒸発をサポートできるサンプルの調製区域がある超高真空システムと統合できます。この特定の実験の目的は C60分子グラフェン基板と研究を入金する、C60と熱効果の自己集合。
このメソッドの利点は、スピン コー?...

このプロトコルでは、入金して 1 D および擬 1 次元 C60チェーン構造を実現できるように C60分子グラフェンを操作する方法について説明します。この実験の技術は望ましい構成に手動の操作が遅いと大変な努力を必要とすることができますに依存することがなく吸着を指導の必要性に対処するため開発されました。ここで説明する手順は、サンプル準備領域の分子堆積とサンプルの熱アニールをサポートできる高真空システムの使用に依存します。STM は、サンプルを特徴付けるために使用が、他の分子分解能技術を適用することがあります。
クヌーセン細胞内の分子の熱蒸発は、薄膜を準備する効率的かつクリーンな方法です。このプロトコルでは、クヌーセンセルはグラフェン基板上に C60分子を蒸発させるためです。このクヌーセン セル蒸発器は主に石英管、加熱フィラメント、熱電対ワイヤーおよびフィードスルー1,2,3で構成されています。分子に対応する石英管を使用、石英分子チューブを介してタングステン フィラメント加熱印加電流、および温度を測定する熱電対ワイヤーを使用します。実験では、成膜速度はクヌーセン セル内温度ソースをチューニングすることによって制御されます。熱電対ワイヤは石英管の外の壁にアタッチされ、したがって、通常分子のソースがあるセル内温度とは少し異なる外側の壁の温度を測定します。石英管の正確な温度を得るためには、チューブの内外の温度を測定する熱電対の 2 つの設定を使用して校正を行い温度差を記録しました。これで、石英管の外側に接続されている熱電対ワイヤを使用して分子の蒸発の実験中にソースの温度をより正確に制御できます。昇華の分子の少量なりますので低い圧力で気体の分子が蒸発したとき、通常関連付けられている圧力変更があります。したがって、我々 は注意深く負荷ロック内の圧力の変化を監視します。
この蒸発器を使用して、さまざまな分子ソース C60C70、ホウ素 subphthalocyanine 塩化物、Ga、アルと Hg4,5,6,7、8を入金できます。他の薄膜作製技術と比較して、例えば、スピン キャスト9,10,11, 高真空熱蒸発は非常にクリーンで汎用性の高い溶媒の必要がないので蒸着。さらに、堆積前に脱ガス過程は可能な限り不純物を除去する、ソースの純度を向上させます。

<table><tbody><tr><td>CF Flanged power feedthrough</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>EFT0042033</td><td></td></tr><tr><td>Copper sheets</td><td>Alfa Aesar</td><td>7440-50-8</td><td></td></tr><tr><td>Thermocouple chromel/alumel wires</td><td>Omega Engineering</td><td>ST032034/ST080042</td><td></td></tr><tr><td>Tungsten wires</td><td>Alfa Aesar</td><td>7440-33-7</td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel rods</td><td>McMaster-Carr</td><td>95412A868</td><td></td></tr><tr><td>Copper wires</td><td>McMaster-Carr</td><td>8873K28</td><td></td></tr><tr><td>Hollow copper rods</td><td>McMaster-Carr</td><td>7190K52</td><td></td></tr><tr><td>C&lt;sub&gt;60&lt;/sub&gt;</td><td>MER Corporation</td><td>MR6LP</td><td></td></tr></tbody></table>

preparation and characterization of c60/graphene hybrid nanostructures

高真空環境で物理蒸着法は、グラフェン新規分子ナノ構造を製造するためクリーンおよび制御可能な方法です。入金および受動的実現用途で 1 D C60/graphene ハイブリッド構造の追求を進める波状グラフェン C60分子を操作するためのメソッドを紹介します。この博覧会に適用される手法は、調製区域サポート分子蒸着だけでなく、サンプルの熱処理が可能で高真空システムに向けて想定しています。走査型トンネル顕微鏡 (STM) システムに接続されている自家製クヌーセンセルを用いた低圧 C60沈着に着目します。分子の数は、クヌーセン細胞と成膜時の温度を制御することによって規制されています。幅が 2 〜 3 分子の次元 (1 D) C60チェーンの構造は、実験条件のチューニングで用意できます。C60分子の表面移動波状のグラフェンの周期的ポテンシャル内移動できるようにアニール温度と増加します。このメカニズムを使用すると、1 D C60チェーン構造六角近くにパックされた擬 1 次元ストライプ構造の遷移を制御することが可能です。

次の蒸発、新しく堆積 C60グラフェンは 150 ° C 2 時間で熱処理しました。図 2 aの大規模な STM 像は、この初期の焼鈍後に発見された特徴的な擬 1 次元 C60チェーン構造を示します。図 2bのより緊密な検査は、各明るい球状突起が 1 つ C60分子を表しますこの 1 次元構造の詳細を明らかにします。通常、1...

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Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

C60/Graphene ハイブリッド ナノ構造の作製と評価

ここで物理的な熱蒸発によって C60/graphene ハイブリッド ナノ構造の形成のためのプロトコルを提案する.特に、蒸着・焼鈍条件の適切な操作は、波状のグラフェンの準 1 C と 1 D の生成を制御60構造を許可します。

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

9.4K ビュー.  Virginia Tech. ここで物理的な熱蒸発によって C60/graphene ハイブリッド ナノ構造の形成のためのプロトコルを提案する.特に、蒸着・焼鈍条件の適切な操作は、波状のグラフェンの準 1 C と 1 D の生成を制御60構造を許可します。

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Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees of freedom to control electronic devices. In particular, the behavior of graphene&#8217;s charge carriers in response to potentials from charged Coulomb impurities is predicted to differ significantly from that of most materials. Scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) can provide detailed information on both the spatial and energy dependence of graphene&#39;s electronic structure in the presence of a charged impurity.&#160;The design of a hybrid impurity-graphene device, fabricated using controlled deposition of impurities onto a back-gated graphene surface, has enabled several novel methods for controllably tuning graphene&#8217;s electronic properties.1-8 Electrostatic gating enables control of the charge carrier density in graphene and the ability to reversibly tune the charge2 and/or molecular5 states of an impurity. This paper outlines the process of fabricating a gate-tunable graphene device decorated with individual Coulomb impurities for combined STM/STS studies.2-5 These studies provide valuable insights into the underlying physics, as well as signposts for designing hybrid graphene devices.

This paper details the fabrication process of a gate-tunable graphene device, decorated with Coulomb impurities for scanning tunneling microscopy studies. Mapping the spatially dependent electronic structure of graphene in the presence of charged impurities unveils the unique behavior of its relativistic charge carriers in response to a local Coulomb potential.

クーロン不純物を走査トンネル顕微鏡研究のためのゲート - 調整可能なグラフェンデバイスの作製

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

工学

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs along the interface between the fuel and core materials. Simultaneously, dynamic changes in thermal and chemical potentials across the micro/nanostructured materials result in concomitant electrical energy generation induced by charge transfer in the form of a high-output voltage pulse. We demonstrate the entire procedure of a thermopower wave experiment, from synthesis to evaluation. Thermal chemical vapor deposition and the wet impregnation process are respectively employed for the synthesis of a multi-walled carbon nanotube array and a hybrid composite of picric acid/sodium azide/multi-walled carbon nanotubes. The prepared hybrid composites are used to fabricate a thermopower wave generator with connecting electrodes. The combustion of the hybrid composite is initiated by laser heating or Joule-heating, and the corresponding combustion propagation, direct electrical energy generation, and real-time temperature changes are measured using a high-speed microscopy system, an oscilloscope, and an optical pyrometer, respectively. Furthermore, the crucial strategies to be adopted in the synthesis of hybrid composite and initiation of their combustion that enhance the overall thermopower wave energy transfer are proposed.

A protocol for conducting thermopower wave experiments is presented. The synthesis of hybrid composites of a chemical fuel and micro/nanostructured material, manufacturing of a thermopower wave generator, and methods for measuring the corresponding physical phenomena are described.

熱電波の研究における化学燃料と多層カーボンナノチューブのハイブリッド複合材料の作製と評価

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

Preparation of Carbon Nanosheets at Room Temperature

Amphiphilic molecules equipped with a reactive, carbon-rich "oligoyne" segment consisting of conjugated carbon-carbon triple bonds self-assemble into defined aggregates in aqueous media and at the air-water interface. In the aggregated state, the oligoynes can then be carbonized under mild conditions while preserving the morphology and the embedded chemical functionalization. This novel approach provides direct access to functionalized carbon nanomaterials. In this article, we present a synthetic approach that allows us to prepare hexayne carboxylate amphiphiles as carbon-rich siblings of typical fatty acid esters through a series of repeated bromination and Negishi-type cross-coupling reactions. The obtained compounds are designed to self-assemble into monolayers at the air-water interface, and we show how this can be achieved in a Langmuir trough. Thus, compression of the molecules at the air-water interface triggers the film formation and leads to a densely packed layer of the molecules. The complete carbonization of the films at the air-water interface is then accomplished by cross-linking of the hexayne layer at room temperature, using UV irradiation as a mild external stimulus. The changes in the layer during this process can be monitored with the help of infrared reflection-absorption spectroscopy and Brewster angle microscopy. Moreover, a transfer of the carbonized films onto solid substrates by the Langmuir-Blodgett technique has enabled us to prove that they were carbon nanosheets with lateral dimensions on the order of centimeters.

We present the synthesis of an amphiphilic hexayne and its use in the preparation of carbon nanosheets at the air-water interface from a self-assembled monolayer of these reactive, carbon-rich molecular precursors.

室温における炭素ナノシートの作製

Amphiphilic molecules equipped with a reactive, carbon-rich "oligoyne" segment consisting of conjugated carbon-carbon triple bonds self-assemble into ...

化学

Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using visible light irradiation with plasmonic nanoparticles. The plasmonic nanoparticle is used to improve the reduction efficiency of GO. It only takes 30 min&#160;at RT by illuminating the solutions with Xe-lamp, the r-GO solutions can be obtained by completely removing gold nanoparticles through simple centrifugation step. The spherical gold nanoparticles (AuNPs) as compared to the other nanostructures is the most suitable plasmonic nanostructure for r-GO preparation. The reduced graphene oxide prepared using visible light and AuNPs was equally qualitative as chemically reduced graphene oxide, which was supported by various analytical techniques such as UV-Vis spectroscopy, Raman spectroscopy, powder XRD and XPS. The reduced graphene oxide prepared with visible light shows excellent quenching properties over the fluorescent molecules modified on ssDNA and excellent fluorescence recovery for target DNA detection. The r-GO prepared by recycled AuNPs is found to be of same quality with that of chemically reduced r-GO. The use of visible light with plasmonic nanoparticle demonstrates the good alternative method for r-GO synthesis.

A simple protocol for the preparation of reduced graphene oxide using visible light and plasmonic nanoparticle is described.

プラズモニックナノ粒子を用いてグラフェン酸化物の可視光誘起削減

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using ...

Synthesis and Functionalization of 3D Nano-graphene Materials: Graphene Aerogels and Graphene Macro Assemblies

Efforts to assemble graphene into three-dimensional monolithic structures have been hampered by the high cost and poor processability of graphene. Additionally, most reported graphene assemblies are held together through physical interactions (e.g., van der Waals forces) rather than chemical bonds, which limit their mechanical strength and conductivity. This video method details recently developed strategies to fabricate mass-producible, graphene-based bulk materials derived from either polymer foams or single layer graphene oxide. These materials consist primarily of individual graphene sheets connected through covalently bound carbon linkers. They maintain the favorable properties of graphene such as high surface area and high electrical and thermal conductivity, combined with tunable pore morphology and exceptional mechanical strength and elasticity. This flexible synthetic method can be extended to the fabrication of polymer/carbon nanotube (CNT) and polymer/graphene oxide (GO) composite materials. Furthermore, additional post-synthetic functionalization with anthraquinone is described, which enables a dramatic increase in charge storage performance in supercapacitor applications.

This video method describes the synthesis of high surface area, monolithic 3D graphene-based materials derived from polymer precursors as well as single layer graphene oxide.

グラフェンエアロゲルとグラフェンマクロアセンブリ：3Dナノグラフェン材料の合成と機能化

Efforts to assemble graphene into three-dimensional monolithic structures have been hampered by the high cost and poor processability of graphene. ...

Preparation of ZnO Nanorod/Graphene/ZnO Nanorod Epitaxial Double Heterostructure for Piezoelectrical Nanogenerator by Using Preheating Hydrothermal

Well-aligned ZnO nanostructures have been intensively studied over the last decade for remarkable physical properties and enormous applications. Here, we describe a one-step fabrication technique to synthesis freestanding ZnO nanorod/graphene/ZnO nanorod double heterostructure. The preparation of the double heterostructure is performed by using thermal chemical vapor deposition (CVD) and preheating hydrothermal technique. In addition, the morphological properties were characterized by using the scanning electron microscopy (SEM). The utility of freestanding double heterostructure is demonstrated by fabricating the piezoelectric nanogenerator. The electrical output is improved up to 200% compared to that of a single heterostructure owing to the coupling effect of the piezoelectricity between the arrays of ZnO nanorods on the top and bottom of graphene. This unique double heterostructure have a tremendous potential for applications of electrical and optoelectrical devices where the high number density and specific surface area of nanorod are needed, such as pressure sensor, immuno-biosensor and dye-sensitized solar cells.

One-step fabrication method for obtaining freestanding epitaxial double heterostructure is presented. This approach could achieve ZnO coverage with a higher number density than that of the epitaxial single heterostructure, leading to a piezoelectric nanogenerator with an increased output electrical performance.

予熱水熱を利用したピエゾ電気NanogeneratorためのZnOナノロッド/グラフェン/ ZnOのナノロッドエピタキシャルダブルヘテロ構造の作製

Well-aligned ZnO nanostructures have been intensively studied over the last decade for remarkable physical properties and enormous applications. Here, we ...

Preparation of Liquid-exfoliated Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets with Controlled Size and Thickness: A State of the Art Protocol

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. Layered crystals of molybdenum disulphide (MoS2) and tungsten disulphide (WS2) are exfoliated in aqueous surfactant solution by sonication. This yields highly polydisperse mixtures containing nanosheets with broad size and thickness distributions. However, for most purposes, specific sizes (in terms of both lateral dimension and thickness) are required. For example, large and thin nanosheets are desired for (opto) electronic applications, while laterally small nanosheets are interesting for catalytic applications. Therefore, post-exfoliation size selection is an important step that we address here. We provide a detailed protocol on the efficient size selection in large quantities by liquid cascade centrifugation and the size and thickness quantification by statistical microscopic analysis (atomic force microscopy and transmission electron microscopy). The comparison of MoS2 and WS2 shows that both materials are size-selected in a similar way by the same procedure. Importantly, the dispersions of size-selected nanosheets show systematic changes in their optical extinction spectra with size due to edge and confinement effects. We show how these optical changes are related quantitatively to the nanosheets dimensions and describe how mean nanosheets length and layer number can be extracted reliably from the extinction spectra. The exfoliation and size selection protocol can be applied to a broad range of layered crystals as we have previously demonstrated for graphene, gallium sulphide (GaS) and black phosphorus.

A protocol for the liquid exfoliation of layered materials to nanosheets, their size selection and size measurement by microscopic and spectroscopic techniques is presented.

アートプロトコルの状態：制御された大きさと厚さを持つ液体-剥離遷移金属ジカルコゲニドナノシートの作製

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. ...

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent properties has been of great interest for the development of novel device applications. Here, fabrication of 3D, microscale, hollow polyhedrons (cubes) consisting of a few layers of 2D graphene or graphene oxide sheets via an origami-like self-folding process is described. This method involves the use of polymer frames and hinges, and aluminum oxide/chromium protection layers that reduce tensile, spatial, and surface tension stresses on the graphene-based membranes when the 2D nets are transformed into 3D cubes. The process offers control of the size and shape of the structures as well as parallel production. In addition, this approach allows the creation of surface modifications by metal patterning on each face of the 3D cubes. Raman spectroscopy studies show the method allows the preservation of the intrinsic properties of the graphene-based membranes, demonstrating the robustness of our method.

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

Here, we present a protocol for fabrication of 3D graphene-based polyhedrons via origami-like self-folding.

三次元グラフェンを用いた多面体を介して折り紙のような自己折りたたみの作製

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent ...

Microscopic Visualization of Porous Nanographenes Synthesized through a Combination of Solution and On-Surface Chemistry

On-surface synthesis has recently been regarded as a promising approach for the generation of new molecular structures. It has been particularly successful in the synthesis of graphene nanoribbons, nanographenes and intrinsically reactive and instable, yet attractive species. It is based on the combination of solution chemistry aimed at preparation of appropriate molecular precursors for further ultra-high vacuum surface assisted transformations. This approach also owes its success to an incredible development of characterization techniques, such as scanning tunneling/atomic force microscopy and related methods, which allow detailed, local characterization at atomic scale. While the surface-assisted synthesis can provide molecular nanostructures with outstanding precision, down to single atoms, it suffers from basing on metallic surfaces and often limited yield. Therefore, the extension of the approach away from metals and the struggle to increase productivity seem to be significant challenges toward wider applications. Herein, we demonstrate the on-surface synthesis approach for generation of non-planar nanographenes, which are synthesized through a combination of solution chemistry and sequential surface-assisted processes, together with the detailed characterization by scanning probe microscopy methods.

<meta charset="utf8"></head><body>溶液と表面化学の組み合わせにより合成された多孔質ナノグラフェンの顕微鏡的可視化

A combination of solution and surface assisted synthesis opens new directions in the atomically precise synthesis of nanostructures. Scanning tunneling microscopy (STM) supplemented by non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) enables detailed characterization of newly designed and generated carbon-based nano-objects.

C₆₀/Graphene ハイブリッドナノ構造の作製と評価

要約

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クーロン不純物を走査トンネル顕微鏡研究のためのゲート - 調整可能なグラフェンデバイスの作製

熱電波の研究における化学燃料と多層カーボンナノチューブのハイブリッド複合材料の作製と評価

室温における炭素ナノシートの作製

プラズモニックナノ粒子を用いてグラフェン酸化物の可視光誘起削減

グラフェンエアロゲルとグラフェンマクロアセンブリ：3Dナノグラフェン材料の合成と機能化

予熱水熱を利用したピエゾ電気NanogeneratorためのZnOナノロッド/グラフェン/ ZnOのナノロッドエピタキシャルダブルヘテロ構造の作製

アートプロトコルの状態：制御された大きさと厚さを持つ液体-剥離遷移金属ジカルコゲニドナノシートの作製

三次元グラフェンを用いた多面体を介して折り紙のような自己折りたたみの作製

溶液と表面化学の組み合わせにより合成された多孔質ナノグラフェンの顕微鏡的可視化

溶液と表面化学の組み合わせにより合成された多孔質ナノグラフェンの顕微鏡的可視化

C60/Graphene ハイブリッド ナノ構造の作製と評価

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クーロン不純物を走査トンネル顕微鏡研究のためのゲート - 調整可能なグラフェンデバイスの作製

熱電波の研究における化学燃料と多層カーボンナノチューブのハイブリッド複合材料の作製と評価

室温における炭素ナノシートの作製

プラズモニックナノ粒子を用いてグラフェン酸化物の可視光誘起削減

グラフェンエアロゲルとグラフェンマクロアセンブリ：3Dナノグラフェン材料の合成と機能化

予熱水熱を利用したピエゾ電気NanogeneratorためのZnOナノロッド/グラフェン/ ZnOのナノロッドエピタキシャルダブルヘテロ構造の作製

アートプロトコルの状態：制御された大きさと厚さを持つ液体-剥離遷移金属ジカルコゲニドナノシートの作製

三次元グラフェンを用いた多面体を介して折り紙のような自己折りたたみの作製

溶液と表面化学の組み合わせにより合成された多孔質ナノグラフェンの顕微鏡的可視化

溶液と表面化学の組み合わせにより合成された多孔質ナノグラフェンの顕微鏡的可視化

C₆₀/Graphene ハイブリッドナノ構造の作製と評価