Bu eser mali bir VIDI hibe yoluyla Hollanda Bilimsel Araştırma Örgütü (NWO) tarafından ve TOP ve ECHO programları çerçevesinde Hollanda Bilimsel Araştırma Örgütü (NWO-CW) Kimyasal Bilimler bölümü tarafından desteklenmektedir.

1. atomik olarak pürüzsüz, Tekli Sonlu Yüzeyler <ol><li> Temizleme SrTiO 3 ve DyScO 3 substratlar <ol><li> Aseton (saflık% 99.5) ile dolu bir beher içinde alt tabakaların daldırın ve 10 dakika boyunca ultrasonik bir banyoda (UB) yerleştirin. Arasında alt tabakayı kurutma olmadan, etanol (saflık% 99.8) ile bu adımı tekrarlayın. Yüzeyden etanol damla üfleme örnekleri kurutmak için bir azot silah kullanın. Bu şekilde, etanol içinde mevcut olan parçacıklar kurutulduktan sonra yüzeyi üzerinde kalmayacaktır. </li><li> Bir optik mikroskop ile yüzey kontrol edin. Etanol batırılmış bir mercek dokusu, yavaşça alt tabakayı ovularak herhangi bir artık parçacıkları çıkarın. Her zaman örnek kurutmak için bir azot silah kullanın. Yüzeye kadar adımı yineleyin 1.1.1 ve 1.1.2 parçacıklar içermez. </li></ol></li><li> DyScO 3 tedavi - tavlama <ol><li> Bir kuvars tekne temizliği substratları yükleyin ve 1000 &amp; # temiz bir tüp fırında tavlama176 C 4 saat bir oksijen (150 mi / saat) akan. </li><li> Bir optik mikroskop ile yüzey kontrol edin. Kir görünür ise, yüzeyi temizlemek için adım 1.1.2 açıklanan yordamı kullanın. </li></ol></li><li> DyScO 3 tedavi - BHF yüzey pürüzlendirme <ol><li> 40 ml deiyonize edilmiş (Di) su ihtiva eden bir 100 ml çanak içinde temiz yüzeyler daldırın ve 30 dakika için bir ub yerleştirin. Substratları taşımak için bir teflon tutucu kullanın. </li><li> 40 ml Dİ su ile üç HF dirençli 100 mi beher doldurun. 40 ml etanol ile, bir 100 ml&#39;lik beher. 40 ml% 12.5 tamponlu hidrojen florür ile bir HF dirençli beher doldurun (HF = 87.5: BHF, NH 4 F 12.5, pH = 5.5). Not: Fanaticos çok tehlikeli bir asittir. Uygun önlemler alınmalıdır. </li><li> BHF içeren beher DI su ile beher gelen yüzeylerde taşıyan teflon tutucu aktarın. 30 saniye ub beher koyun. </li><li> HF dirençli beher containi Teflon tutucu aktarınng DI su ve yavaşça yukarı ve aşağı hareket tutucu, 20 saniye batırmayın. Su dolu iki kap içinde bu işlemi tekrarlayın. Beher içeren etanol örnekleri ile tutucu bırakın. </li><li> Tüm BHF içeren sıvının atınız. </li><li> Bir nitrojen tabancası kullanılarak alt-tabakaların kurutun. Bir optik mikroskop ile yüzey kontrol edin. Kir görünmüyorsa, adım 1.1.2 tekrarlayın. </li></ol></li><li> DyScO 3 tedavi - NaOH seçici dağlama <ol><li> 40 ml 12 M NaOH (sulu) ile 100 ml&#39;lik bir beher. Teflon tutucu kullanarak örnekleri daldırın ve 30 dakika boyunca bir ub beher yerleştirin. </li><li> 40 mi, 1 M NaOH (sulu) ihtiva eden 100 ml&#39;lik bir cam kaba örnekleri aktarın. 30 dakika ub koy. </li><li> DI su ile üç beher ve etanol ile bir beher doldurun. Su ile ve son olarak etanol ile çanak içinde üç kap içinde daha sonra daldırarak örnekleri durulayın. Bir nitrojen tabancası kullanılarak numune kurutun. </li><li> Bir optik microsco ile yüzey kontrolAdım 1.1.2 prosedürüyle, pe ve gerekirse temiz. DyScO 3 numuneler tek başına şimdi sonlandırılır. </li></ol></li><li> SrTiO 3 tedavi <ol><li> Adım 1.3 açıklandığı gibi BHF kullanılarak temizlenmelidir yüzeylerde etch. Bu adım, sadece yüzey pürüzlendirme adım olarak DyScO 3 için kullanılır ise, dikkat, SrO aşındırma bu adımda meydana gelir. </li><li> 90 dakika boyunca bir oksijen (150 mi / saat) akan içinde 950 ° C de örnekleri yeniden birleşir. SrTiO 3 numuneler tek başına şimdi sonlandırılır. Adım 1.1.2 prosedürüyle, bir optik mikroskop ile yüzey kontrol edin ve gerekirse temizleyin. </li></ol></li></ol> Keyfi Yüzeyler 2. atomik Tanımlı Şablonlar <ol><li> Ca 2 hazırlanması Nb 3 O - 10 nanosheets <ol><li> 0.40 g / 100 ml &#39;lik bir konsantrasyon ile Dİ su HCA 2 Nb 3 O 10 tozu bir dispersiyon yapmak ve bir eklemetetra-bütil amonyum hidroksit eşit miktarda (TBAOH). Ebina ark bakınız. 23 katı hal Kca 2 Nb 3 O 10 toz sentezi ve protonasyonu için Yurttaşların 2 Nb 3 O 10. NOT: TBAOH aşındırıcı olduğu; her zaman eldiven giymek ve dikkatle ele. </li><li> Yavaşça elle şişe sallamak ve 14 gün boyunca 30 Hz&#39;lik bir sallanan çalkalayıcı üzerinde yatay olarak yerleştirin. Yavaş yavaş şişeyi yuvarlayarak Yağış bu 14 gün boyunca 5-6 kez yeniden dağıtmak. </li><li> 0.40 g / L dağılımını seyreltin ve yavaşça tekrar sallayın. Bu büyük agregalar dispersiyon alt kısmına razı için kullanılmadan önce en az 24 saat süre ile bekletilir. NOT: Toplu boyutu sürecini etkileyebilir. Burada, 100 ml ve 500 ml seyreltik gruplar ilk partisi iki polipropilen şişelerde, yapılmıştır. </li></ol></li><li> Ca 2 Biriktirme Nb 3 O 10 nanosheets NOT: donanım ve yazılım verimi çeşitli operasyonel ayarları çeşitli versiyonları. Tüm seçenekler için kurulum kılavuzuna başvurun. <ol><li> DI su ile durulama ve her tarafı için en az 3 dakika yüksek enerji oksijen plazması ile temizleyerek Wilhelmy plakası temizleyin. Hemen ardından DI su içinde Wilhelmy plakası saklayın. NOT: Birden fazla depolanmaları arda yapılır ise, Wilhelmy plakası oksijen plazması her zaman ile tedavi edilmesi gerekmez. </li><li> Langmuir-Blodgett çukur ve tekrar DI su ile durulama ve azot gazı ile kurutma, DI su ile durulama etanol ile fırçalayarak iki engelleri temizleyin. Kurulum titreşimlere karşı korumak için bir anti-vibrasyon masaya yerleştirilir, ve hava ve toz akan karşı korumak için depolanması sırasında kapalı bir kutuda olduğundan emin olun. </li><li> Bir şırınga ile taze nanosheet dağılımının üst kısmından 50 ml alın ve yavaş yavaş yalak koydum. Emin olun çukur kenarları vebariyerler damlacıkların ücretsizdir. NOT: Bir tevdi edilmesi için gerekli olan miktarı, oluğun büyüklüğüne bağlıdır. Su yüzeyi engelleri düzgün yüzey sıkıştırabilir emin olmak için, çukur kenarları biraz daha yüksek olması gerekir. </li><li> 15 dakika boyunca dağılım dinlensin. </li><li> Sulu çözümleri ile uyumlu bir keyfi substrat seçin ve düzgün temizleyin. LB kurulum sahibine tabakayı takın ve bunu azot gazı ile son darbeyi verin. NOT: atomik düz filmler atomik düz yüzeylerde yetiştirilen gerekir unutmayın. Bu raporda, Örnek verileri, 5 dakika için, yüksek enerjili 30 saniye ve oksijen plazma için etanol ile süper kritik CO2 bir jet temizlenmiş silikon alt tabakalar, elde edilmiştir. </li><li> Kurulum substrat tutucu takın. , Wilhelmy plaka almak çukurda daldırma ve dikkatle bahar ekleyin. Bir kağıt parçası ile plakanın telden damlacıkları çıkarın. &lt;/ Li&gt; <li> Bu nanosheet dağılım yüzeyine temas edene kadar, alt tabakayı indirin sıfıra yazılım yüksekliğini ayarlamak ve istenilen derinliğe kadar daha alt tabakayı indirin. Yüzey tutucu nanosheet dağılımını temas etmediğinden emin olun. </li><li> Sıfıra yazılım yüzey basıncını ayarlayın ve 15 dakika boyunca dağılım dinlendirin. 15 dakika sonra yüzey basıncı genellikle 1 mN 2 / m ulaşır. Büyük sapmalar aşağıdaki birikimi kalitesiz gösterebilir. </li><li> Tekrar sıfır ve 3.0 mm yavaş yavaş yüzey sıkıştırmak / dakikalık bir oran ile engelleri hareket çöktürme ilk aşamasını başlatmak için yazılım yüzey basıncını ayarlar. Yazılım hedef basınç değeri de adım 2.2.10 (yani, 20 mN / m) beklenen maksimum değerin üzerinde olduğundan emin olun. </li><li> Yüzey basıncı ve yüzey alanının gelişimini izlemek. Basınç artışı önemli ölçüde yavaşlar ve basınç yaklaşımda kadar bekleyinmaksimum s. Bariyerler Wilhelmy plakası ulaşmak asla emin olun. maksimum basınç genellikle 15,0-18,0 mN / m ulaşır, ancak bu mutlak ne de sabit bir değer ne olduğunu. </li><li> Hedef basınç ulaştığı değeri girin gerçek değerine kepçe yüksekliğini ayarlamak ve 1.0 mm / dk&#39;lık bir oranı ile dispersiyondan alt-tabakanın geri çekilmesi çöktürme ikinci aşama başlar. Yüzey basıncını izleyin. </li><li> Birikim bittiğinde, DI su ile durulayın ve tekrar DI su saklayın Wilhelmy plakasını sökün. </li><li> Tamamen kuruduktan sonra substrat çıkarın. </li><li> Çok katmanlı birikimi için, önceki katman organik artıkları ayrıştırmak. Bu, 30 dakika ya da 30 dakika boyunca ultraviyole ışıması ile bir mikrodalga fırını içinde 600 ° C&#39;ye kadar ısıtılarak, örneğin yapılabilir. Adım 2.2.2 den protokol tekrarlayın, ancak azot gazı darbe ile başka yüzeyin temizliği değil. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Schlom, D. G., Chen, L. -. Q., Pan, X., Schmehl, A., Zurbuchen, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Thin+Film+Approach+to+Engineering+Functionality+into+Oxides.">A Thin Film Approach to Engineering Functionality into Oxides.</a> J. Am. Ceram. Soc. 91 (8), 2429-2454 (2008).</li><li>Schlom, D. G., Chen, L. -. Q., 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=Elastic+strain+engineering+of+ferroic+oxides.">Elastic strain engineering of ferroic oxides.</a> MRS Bulletin. 39 (2), 118-130 (2014).</li><li>Rijnders, G., Blank, D. H. A., Choi, J., Eom, C. -. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+surface+diffusion+through+termination+conversion+during+epitaxial+SrRuO3+growth.">Enhanced surface diffusion through termination conversion during epitaxial SrRuO3 growth.</a> Appl. Phys. Lett. 84 (4), 505 (2004).</li><li>Bachelet, R., Sa&#769;nchez, F., Santiso, J., Munuera, C., Ocal, C., Fontcuberta, J. <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+SrTiO3+(001)+Chemical-Terminations:+A+Route+for+Oxide-Nanostructure+Fabrication+by+Selective+Growth.">Self-Assembly of SrTiO3 (001) Chemical-Terminations: A Route for Oxide-Nanostructure Fabrication by Selective Growth.</a> Chem. Mater. 21 (12), 2494-2498 (2009).</li><li>Kuiper, B., Blok, J. L., Zandvliet, H. J. W., Blank, D. H. A., Rijnders, G., Koster, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-organization+of+SrRuO3+nanowires+on+ordered+oxide+surface+terminations.">Self-organization of SrRuO3 nanowires on ordered oxide surface terminations.</a> MRS Communications. 1 (1), (2011).</li><li>Ocal, C., Fontcuberta, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailored+surfaces+of+perovskite+oxide+substrates+for+conducted+growth+of+thin+films.">Tailored surfaces of perovskite oxide substrates for conducted growth of thin films.</a> Chem Soc Rev. 43 (7), 2272-2285 (2014).</li><li>Kawasaki, M., Takahashi, 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=Atomic+Control+of+the+SrTiO3+Crystal+Surface.">Atomic Control of the SrTiO3 Crystal Surface.</a> Science. 266 (5190), 1540-1542 (1994).</li><li>Koster, G., Kropman, B. L., Rijnders, G. J. H. M., Blank, D. H. A., Rogalla, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quasi-ideal+strontium+titanate+crystal+surfaces+through+formation+of+strontium+hydroxide.">Quasi-ideal strontium titanate crystal surfaces through formation of strontium hydroxide.</a> Appl. Phys. Lett. 73, 2920 (1998).</li><li>Kleibeuker, J. E., Koster, 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=Atomically+Defined+Rare-Earth+Scandate+Crystal+Surfaces.">Atomically Defined Rare-Earth Scandate Crystal Surfaces.</a> Adv. Funct. Mater. 20 (20), 3490-3496 (2010).</li><li>Kleibeuker, J. E., Kuiper, B., 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=Structure+of+singly+terminated+polar+DyScO3+(110)+surfaces.">Structure of singly terminated polar DyScO3 (110) surfaces.</a> Physical Review B. 85, 165413 (2012).</li><li>Ma, R., Sasaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosheets+of+oxides+and+hydroxides:+Ultimate+2D+charge-bearing+functional+crystallites.">Nanosheets of oxides and hydroxides: Ultimate 2D charge-bearing functional crystallites.</a> Adv Mater. 22 (45), 5082-5104 (2010).</li><li>Shibata, T., Ohnishi, 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=Well-Controlled+Crystal+Growth+of+Zinc+Oxide+Films+on+Plastics+at+Room+Temperature+Using+2D+Nanosheet+Seed+Layer.">Well-Controlled Crystal Growth of Zinc Oxide Films on Plastics at Room Temperature Using 2D Nanosheet Seed Layer.</a> J. Phys. Chem. C. 113 (44), 19096-19101 (2009).</li><li>Shibata, T., Fukuda, K., Ebina, Y., Kogure, T., Sasaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-Nanometer-Thick+Seed+Layer+of+Unilamellar+Nanosheets+Promotes+Oriented+Growth+of+Oxide+Crystal+Films.">One-Nanometer-Thick Seed Layer of Unilamellar Nanosheets Promotes Oriented Growth of Oxide Crystal Films.</a> Adv Mater. 20 (2), 231-235 (2008).</li><li>Kikuta, K., Noda, K., Okumura, S., Yamaguchi, T., Hirano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation+control+of+perovskite+thin+films+on+glass+substrates+by+the+application+of+a+seed+layer+prepared+from+oxide+nanosheets.">Orientation control of perovskite thin films on glass substrates by the application of a seed layer prepared from oxide nanosheets.</a> J. Sol-Gel Sci. Technol. 42 (3), 381-387 (2007).</li><li>Nijland, M., Kumar, S., 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=Local+control+over+nucleation+of+epitaxial+thin+films+by+seed+layers+of+inorganic+nanosheets.">Local control over nucleation of epitaxial thin films by seed layers of inorganic nanosheets.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 6 (4), 2777-2785 (2014).</li><li>Li, B., Osada, 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=Engineered+Interfaces+of+Artificial+Perovskite+Oxide+Superlattices+via+Nanosheet+Deposition+Process.">Engineered Interfaces of Artificial Perovskite Oxide Superlattices via Nanosheet Deposition Process.</a> ACS Nano. 4 (11), 6673-6680 (2010).</li><li>Osada, M., Akatsuka, 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=Robust+high-K+response+in+molecularly+thin+perovskite+nanosheets.">Robust high-K response in molecularly thin perovskite nanosheets.</a> ACS Nano. 4 (9), 5225-5232 (2010).</li><li>Li, B. -. W., Osada, M., Akatsuka, K., Ebina, Y., Ozawa, T. C., Sasaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution-Based+Fabrication+of+Perovskite+Multilayers+and+Superlattices+Using+Nanosheet+Process.">Solution-Based Fabrication of Perovskite Multilayers and Superlattices Using Nanosheet Process.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 50 (9), (2011).</li><li>Osada, M., Sasaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exfoliated+oxide+nanosheets:+new+solution+to+nanoelectronics.">Exfoliated oxide nanosheets: new solution to nanoelectronics.</a> J. Mater. Chem. 19, 2503 (2009).</li><li>Geim, A., Novoselov, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rise+of+graphene.">The rise of graphene.</a> Nat Mater. 6, 183-191 (2007).</li><li>Zhang, H., Loh, K. P., 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=Surface+modification+studies+of+edge-oriented+molybdenum+sulfide+nanosheets.">Surface modification studies of edge-oriented molybdenum sulfide nanosheets.</a> Langmuir. 20 (16), 6914-6920 (2004).</li><li>Manga, K. K., Zhou, Y., Yan, Y., Loh, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multilayer+Hybrid+Films+Consisting+of+Alternating+Graphene+and+Titania+Nanosheets+with+Ultrafast+Electron+Transfer+and+Photoconversion+Properties.">Multilayer Hybrid Films Consisting of Alternating Graphene and Titania Nanosheets with Ultrafast Electron Transfer and Photoconversion Properties.</a> Adv. Funct. Mater. 19 (22), 3638-3643 (2009).</li><li>Ebina, Y., Sasaki, T., Watanabe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+exfoliation+of+layered+perovskite-type+niobates.">Study on exfoliation of layered perovskite-type niobates.</a> Solid State Ionics. 151 (1-4), 177-182 (2002).</li><li>Koster, G., Rijnders, G., Blank, D. H. A., Rogalla, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+morphology+determined+by+(001)+single-crystal+SrTiO3termination.">Surface morphology determined by (001) single-crystal SrTiO3termination.</a> Physica C: Superconductivity. 339 (4), 215-230 (2000).</li><li>Kuiper, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Size effects in epitaxial oxide thin films [PhD thesis]. , (2014).</li><li>Boschker, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Perovskite oxide heteroepitaxy [PhD thesis]. , (2011).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Tüm Perovskite oksit tabaka tedavilerinin en önemli yönü işin temizliktir. Tavlama sırasında istenmeyen reaksiyonlar kolayca yüzeye zarar verebilir ederken Yüzey kirlenmeler, alt tabakanın alanların aşındırma önler. Farklı adımların sırası de önemlidir. Sonrası tavlama alt-tabakanın yüzeyine dökme istenmeyen Dy difüzyon nedeniyle, bu DyScO 3 tedavisinde, tavlama aşaması, dağlama aşamasından önce yapılmalıdır. 12 M NaOH çözeltisi içinde gravür sonra, 1 M çözelti, her zaman alt-tabaka yüzeyi üzerine disprosyum hidroksit bileşiklerin çökelmesini önlemek için kullanılmalıdır. Suda ıslatma SrO hydroxylize amacıyla SrTiO 3 tedavi için gereklidir. Bu şekilde, kısa aşındırma kez nedeniyle kontrolsüz aşındırma yüzeyin hasar görmesi önlenmektedir, ki kullanılabilir. Suya daldırılması DyScO halinde isteğe bağlı bir adımdır <sub&gt; 3 tedavi. Bu adım sadece standart SrTiO 3 tedavi prosedürü kopyalanır ve tedavi herhangi bir önemi olması beklenmemektedir. Tavlama adımları yüzeyin kristal geliştirmek için gereklidir. DyScO 3 ve SrTiO 3 tedaviler için belirtilen tavlama süreleri ortalama, iyi tanımlanmış adım çıkıntıları yol, zamanlardır. Bununla birlikte, bazen, tavlama süresinin geniş teraslar, örneğin, düşük bir miscut açılı yüzeyler için yüksek olması gerekir. Artmış difüzyon uzunluğu sonra en uygun siteleri bulmak için yüzey atomları için gereklidir. SrTiO 3 durumunda, bir çok uzun tavlama süresi yüzeyine dökme Sr atomlu istenmeyen difüzyonu neden olabilir. Örnek sonuçlar bölümünde tarif edildiği gibi, ikinci sonlandırma düz basamak kenarları ve kare delikleri belirmesiyle yüzey morfolojisinde gözlenebilir. Bu durumda, yüzey işleme Cbir tekrar, ancak son tavlama aşaması, 30 dakika 26 için 920 ° C sıcaklıkta yapılmalıdır. Bu protokolde tarif edilen yöntem (001) SrTiO 3 ve nadir toprak scandates en başarılı metod mevcuttur, ancak sadece bu alt tabakalar için geçerlidir. Bununla birlikte, diğer substratlar için yöntemler tam yüzey kimyasına ayarlanmalıdır. Diğer yönelimlere sahip alt tabakalar kullanılmaktadır, bu da gereklidir ya da bunun yerine B Alanı sonlandırma A-bölgesi arzu edilir. Mevcut tedaviler genel bir bakış Sanchez ve ark., 6 ve Schlom ark bulunabilir. 2 Nanosheets tohum katmanları ile ilgili olarak, sürecin hassas parçalar yüksek kaliteli nanosheet dağılımlarını elde etmek ve birikimi sırasında kirlenmesini önlemek için vardır. Hacimli organik iyonların eklenmesiyle, tek katmanlı nanosheets içine bir tabakalı ana bileşiğin Delaminasyon kolaylıkla meydana gelir fakat nanosheets topaklaşma eğilimidağılma ve agrega homojen mono tabakaları birikmesini engelleyecektir. Bu nedenle, bu dispersiyonun alt kısmını kullanmak için kullanımdan önce ve en az 24 saat süre ile geri kalan bir taze seyreltilmiş dispersiyonun bırakmak için çok önemlidir. Bu büyük agrega yerleşmek ve dağılımın üst kısmı nispeten saf hale gelecektir için zaman bırakır. Devam eden toplama sürekli dağılmasını düşer beri seyreltme tavsiye sonra, bir hafta içinde kullanın. Dağılım hacmi boyunca nanosheet konsantrasyonu meydana gelen degrade stok dağılımına alınan hacim yerel nanosheet konsantrasyonuna bağlı olarak, LB birikimi sırasında yüzey basıncı değerlerinde bazı farklılıklar neden olduğunu unutmayınız. Ayrıca, LB yerleştirme yüzey-aktif moleküllere dayanır ve böylece kirlenmeye veya hareket için çok hassastır. Kurulum ve Wilhelmy plakası dikkatli temizleme ve koruma ag (tercihen temizlik araçları ile bu kurulum sadece adanmış)ainst hava akışı ve titreşim çok önemlidir. LB birikimi ile keyfi yüzeylerde nanosheets bir tohum katmanı oluşturma kavramı ince film büyüme alanında değerli bir araçtır. nanosheets ve atomik mükemmel yüzey prensipte yüksek kaliteli epitaksiyal filmler, kafes parametreleri ile eşleşen herhangi bir film malzemesi verir. Nanosheets hemen hemen herhangi bir alt-tabaka malzemesi üzerine tatbik edilebilir ve bu şekilde diğer maddeler, nispeten pahalı ve boyut sınırlı tek kristal tabakaları yerini alabilir. LB yöntem, genel olarak elektroforetik çökeltme veya pıhtılaştırma gibi diğer geleneksel teknikler ile elde edilemeyen yüksek bir kontrol edilebilirlik ile mono tabakaları birikmeyi nanosheet sağlar. Bununla birlikte, 11, tıkanıklık tohum tabakasının mükemmel derecesine sahiptir. Geniş alanlar üzerinde yüksek film kalitesi, fonksiyonel cihazlar ve bugüne kadar güvenilir uygulama için gerekli olan, bu sağlanamamıştır. Ile nanosheets yatırmak içinkendi içinde düzlem yönünü kontrol etmek için mükemmel bir kapsama alanı ve tercihen de alandaki başlıca sorunlardır. Bununla birlikte, sanatın mevcut durumu zaten araştırma değerli bir araç olduğunu kanıtlamıştır.

Çok sayıda araştırma epitaksiyel ince filmlerin ve malzeme bileşimi ve yapısı ayarlanması sureti ile elde edilebilir, çünkü fonksiyonel özelliklerinin geniş kompleks oksitler heteroyapıların gerçekleştirilir. Nedeniyle çeşitli büyüme tekniklerinin geliştirilmesine, günümüzde bileşimler ve toplu olarak ulaşılamazsa kristal özellikleri filmlerin geniş bir yelpazesi yapmak mümkündür. 1 birlikte, bu malzemelerin özelliklerinin yüksek ölçüde anizotropik olduğu gerçeği, bu yapar epitaksiyal filmler olaylar ve işlevleri toplu olarak elde edilmeyen gözlenmektedir. Bunun yanı sıra, epitaksiyel soyu ve heteroyapılarda oluşturulması yeni ya da geliştirilmiş özellikleri elde etmek için de kullanılabilir. 2. Arzu edilen özelliklere sahip epitaksiyel filmler ve Heteroeklemler büyümesi için, iyi tanımlanmış bir yüzeye sahip alt-tabakalar gereklidir. Yüzey kimyası ya da morfolojisi Yerel farklılıklar homojen olmayan n nedenfilm içinde istenmeyen kusurları ve gren sınırlarında yol açar ucleation ve büyüme. Ayrıca, film ve alt-tabaka arasındaki arabirim, çünkü, sınırlı kalınlıkta özelliklerinin belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Bu alt-tabakalar, atomik seviyede düzgün ve homojen olduğu gerekli olduğu anlamına gelir. Bu kriter yüzeyler doğal örn iyi tanımlanmış yüzeyleri, diğer karmaşık oksitleri yok kullanıldığında ulaşmak zordur. Bu açıdan bakıldığında, Perovskite oksitler en çok çalışılan alt tabaka malzemelerden biridir. Perovskit oksitler, A ve B, metal iyonları için beklemeye olduğu genel formül ABO 3 ile temsil edilebilir. Hemen hemen tüm metaller ve böylece farklı alt tabakaların geniş bir yelpazede imal kolaylaştırır A veya B yer, dahil edilebilir. Alt tabaka malzemesinin çok yönlülüğü uygulamalı epitaksiyal ırkı bir ayarlama ile ayar bunun üstüne yetiştirilen filmin özelliklerini bir tane veriyorarayüzünde yapıyı d. Bununla birlikte, bu alt tabakalar üzerinde büyüme, (001) dönük alt tabakaların, özellikle görünür perovskit yüzeyinin belirsiz doğasına kolay değildir. (001) yönünde, perovskit AO ile BO 2 tabakalarının alternatif olarak görülebilir. Bir (001) yönlendirilmiş olduğu alt-tabaka daha büyük bir kristal bölünmesi ile yapılmış, her iki oksitler yüzeyinde bulunmaktadır. Kristal mükemmel (001) düzlemi boyunca bölünmüş asla olduğundan bu olgu. Şekil 1&#39;de gösterilmiştir, birim hücre yükseklik farkı ile teraslar oluşan bir yüzey oluşturur. Bununla birlikte, yarım birim hücrenin yükseklik farkları yüzey terminasyonlarının her iki tip varlığını gösterir, hem de mevcuttur. Perovskit oksit filmlerinin büyümesi için özellikle gösterildiği gibi bu, homojen özelliklere sahip olan bir sürekli filmi büyümek için bir sona perovskit substratlar olması önemlidir. sonlandırma büyüme k büyük bir fark neden olabilirinetics, sürekli olmayan filmlerin büyüme açan 3 -. AO-B&#39;O arayüzleri BO-A&#39;O arayüzleri tamamen farklı özelliklere sahip olabilir çünkü 5 Dahası, istifleme sırası, tam film tabaka arayüzü arasında benzer olmalıdır. 6 Tek bir sona Perovskite oksit yüzeyi elde etmek ilk başarılı yöntem SrTiO 3 (001) odaklı yüzeyler için geliştirilmiştir. Kawasaki vd. 7, daha sonra Koster ve arkadaşları tarafından iyileştirilen bir ıslak aşındırma yöntemi getirmiştir. 8 yöntem tamponlu hidrojen florür kısa yakılmış ve ardından, su içinde oksit hidroksile ile asidik aşındırma karşı SrO duyarlılığının arttırılması oluşmaktadır (BHF). Kristalliğini artırmak için sonraki tavlama bir atomik pürüzsüz yüzeyi 2 mevcut olan sadece TiO vardı verir. Daha sonra, tek bir sona nadir toprak scandates elde etmek için bir yöntem tarafından geliştirilenbazik çözelti içinde scandates göre nadir toprak oksitleri yüksek bir çözünürlüğe kullanılmıştır. Bu yöntem özellikle DyScO 3 yönelik ortorombik (110) için tarif edilmiştir ve tamamen ScanDate sona yüzeyler elde etmek için mümkün olduğu gösterilmiştir. 3 ve DyScO 3 alt-tabakalar, bu tarif edilmiştir, bu, tek sona SrTiO elde etmek için 9,10 yöntem protokol. Tek kristal perovskit substratların değeri olmasına rağmen, alternatif olarak, uygun bir kristal yapılar olmaksızın rasgele alt-tabakalar aynı zamanda epitaksiyel film büyüme için açık kullanılabilir. Başlarına epitaksiyel film büyüme için uygun olmayan alt-tabakalar nanosheets bir tabaka ile kaplamak suretiyle uygun bir şablon içine yapılabilir. Nanosheets böylece th epitaksiyal büyümesini doğrudan yeteneğine sahip birkaç nanometre arasında bir kalınlığa ve mikrometre aralığında 11 bir yanal boyutu ile, esas olarak iki boyutlu bir tek kristaller, veFilmlerde. Rasgele bir alt-tabaka üzerinde nanosheets tabakasının biriktirilmesi ile, bir tohum tabakası kafes parametreleri doğrultusunda herhangi bir film malzemesinin dönük büyüme için oluşturulur. Bu yaklaşım, yönlendirilmiş gelişimiyle başarılı rapor edilmiştir, örneğin ZnO, TiO2, SrTiO 3 LaNiO 3 Pb (Zr, Ti) O 3 ve SrRuO 3 12 - nanosheets nispeten yüksek fiyatlar boyut sınırlamaları kullanılarak 15. Düzenli bir kristal yüzeylerde önlenebilir ve nanosheets hemen hemen herhangi bir alt-tabaka malzemesi üzerine biriktirilebilmektedir. Nanosheets genellikle ana bileşiğin kristal yapısı tarafından tespit edilen belirli bir kalınlığa sahip, ayrık tabakalar içine bir tabakalı ana bileşiğin delaminasyon sureti ile elde edilir. 11 Delaminasyon sulu bir ortamda elde edilir, hacimli ile ana bileşikte ara kat metal iyonlarını alışverişinde yapının ayrılmasına neden olan bir organik iyonları,şişirmek ve sonuç olarak tek katmanlı nanosheets içine delaminasyonu için. Bu karşı-yüklü organik iyonları ile çevrilidir yüklü nanosheets bir kolloidal dispersiyon ile sonuçlanır. Delaminasyon işleminin bir şematik temsilidir, Şekil 2&#39;de gösterilmiştir, bu protokolde, Ca2 Nb 3 O - 10. Nanosheets bir model sistem olarak kullanıldı ve bu perovskit ana bileşik Yurttaşların 2 Nb 3 O 10 elde edilebilir. Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets SrTiO 3 kişilerce hemen hemen eşit düzlem kafes parametreleri ve atomik pürüzsüz, tek sonlandırıldı yüzey görüntüler. Bu nedenle, yüksek kaliteli filmler, tek tek nanosheets ile yetiştirilebilir. Nanosheets sulu bir dağılım elde edildikten sonra, bu Langmuir-Blodgett (LB) birikimi ile rasgele bir alt-tabaka üzerinde biriktirilebilmektedir. Bu yöntem, yüksek kontrol edilebilirlik ile tek katmanlarda nanosheet birikimini sağlayan gBelediyeler tüzel oluşumlardır elektroforetik çökeltme veya pıhtılaştırma gibi diğer geleneksel teknikler ile elde edilemez. nanosheets çevreleyen 11 organik iyonlar yüzey-aktif moleküller ve dağılım yüzeyine difüze olma eğilimindedir, yüzer nanosheets bir tek tabaka oluşturmak. Bu tek tabaka yoğun ambalaj içine sıkıştırılır ve rasgele bir substrat üzerine biriktirilebilmektedir. Çökeltme işleminin bir şematik temsilidir, Şekil 3&#39;te gösterilmiştir; % 95&#39;in üzerinde bir yüzey kaplama genellikle 15 başarılabilir - 18 ve bu esas nanosheets istifleme veya kenarları üst üste olmadan oluşur. Çok katmanlı tekrar birikmesi ile elde edilebilir. Bu protokol Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets bir model sistem olarak kullanıldı, ancak epitaksiyal film büyüme için bir tohum katmanı olarak nanosheets kullanma prensibi daha yaygın uygulanabilir. Oksit nanosheets fazlasını alırsınız rağmenLiteratürde tohum katmanları olarak dikkat, kavram da böyle BN, GaAs, Tis 2, ZnS ve MGB 2 olmayan oksit nanosheets kadar uzatılabilir. Nanosheets da ana bileşiğin bir bileşim miras Bundan başka, çeşitli özellikleri ana gövdesinin uygun bir tasarım ile sokulabilir. Yönlendirilmiş film büyümesi için tohum tabakası olarak kullanımlarına ek olarak, nanosheets çok çeşitli temel malzeme özellikleri okuyan ve yeni, fonksiyonel yapıları mühendislik değerli bir araç olduğu kanıtlanmıştır 11,19 -. 22 Bu protokol epitaksiyal büyüme oksit ince filmlerin farklı şablon türleri elde etmek deneysel prosedürleri gösterir. arbiträr üzerinde nanosheet katmanları - Tam prosedürler nb Ca 2 imal etmek için 3 O 10 iyi tanımlanmış bir sona 3 ve DyScO 3 alt-tabakalar açıklanmaktadır SrTiO, hem de işlem elde etmek içinalt tabakalar y.

<table><tbody><tr><td>tetra-n-butyl ammonium hydroxide (40 wt% aq)</td><td>Alfa Aesar</td><td>L02809</td><td>corrosive</td></tr><tr><td>Langmuir Blodgett setup (include trough, barriers, Wilhelmy plate, frame etc.)</td><td>KSV NIMA</td><td>see catalogue behind link for multiple options</td><td>http://www.ksvnima.com/file/brochures-2/ksvnimallbaccessoryandmodules&lt;br/&gt; 23-8-2013.pdf</td></tr><tr><td>Buffered hydrogen fluoride (NH&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;F:HF = 87.5:12.5)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>40207</td><td>Hazard statements: H301-H310-H314-H330, precautionary statements: P260-P280-P284-P301 + P310-P302 + P350-P305 + P351 + P338</td></tr><tr><td>NaOH (reagent grade)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881&amp;nbsp;</td><td>Hazard statements: H290-H314, precautionary statements:&amp;nbsp; P280-P305 + P351 + P338-P310 , product purchased as pellets, the 12 and 1 M solutions should be made from these pellets.</td></tr><tr><td>Tube furnace (Barnstead 21100)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z229725</td><td></td></tr><tr><td>STO and DSO substrates</td><td>CrysTec GmbH, Germany</td><td></td><td>www.crystec.de, size used 5 x 5 x 0.5 mm&lt;sup&gt;3&lt;/sup&gt;</td></tr></tbody></table>

atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films

Atomik tanımlanan alt tabaka yüzeyleri karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyüme için önkoşuldur. Bu protokol, iki yaklaşım bu yüzeyler açıklanmıştır elde edildi. İlk yaklaşım tek sona perovskit SrTiO 3 (001) ve DyScO 3 (110), alt-tabakaların hazırlanmasıdır. Bir tavlama aşaması, yüzey düzgünlüğünü geliştirmek için kullanıldı olurken ıslak aşındırma, seçici olarak, iki olası yüzey terminasyonlarının bir ayırmak için kullanıldı. Elde edilen tek sonlandırıldı yüzeyler yüksek kristal kalitesi ve yüzey ve film arasında iyi tanımlanmış arayüzler ile Perovskite oksit ince filmlerin heteroepitaxial büyümesi için izin verir. İkinci yaklaşımda, keyfi yüzeylerde epitaksiyal film büyüme için tohum katmanları Langmuir-Blodgett (LB) nanosheets birikimi ile oluşturulmuştur. Model sistem Ca2 Nb de 3 O - 10 nanosheets bunların tabakalı ana bileşiğin delaminasyonu ile hazırlanabilir, kullanılanHCA 2 Nb 3 O 10. Nanosheets tohum tabakaları oluşturmak önemli bir avantajı, nispeten pahalı ve boyut sınırlı tek kristal alt-tabakalar hemen hemen herhangi bir alt-tabaka malzemesi ile ikame edilmiş olabilir.

Adım 1) SrTiO 3 ve DyScO 3 alt-tabakalar seçici aşındırma Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) tedavinin başarısı hakkında bir gösterge elde etmek için basit bir yoldur. Sadece 650 ° C (Şekil 4A) flaşlar olan bir SrTiO 3 alt-tabaka AFM görüntü, yüksek sıcaklıklara kadar kızdırma bir safhasının gerekliliğini gösteren kaba bir yüzey gösterir. Sürtünme görüntüde net kontrast yüksekliği görüntünün bir kesiti yarım birim hücre yükseklik farklılıkları yanı sıra, görülmektedir beri tavlı substrat (Şekil 4A-C) AFM veri açıkça, iki yüzey sonlandırmaları göstermektedir. Şekil 5 AFM gösterir TiO2 görüntüleri SrTiO Bu protokolde tarif edilen yönteme uygun olarak muamele edildi 3 alt-tabakaların, sona erdirildi. Büyük ölçekte, düz teras çıkıntılar (Şekil 5A) gözlenebilir. Daha küçük ölçekte,çok düzgün teraslar görülmektedir ve tek sonlandırıldı yüzeyler için beklendiği gibi teraslar arasındaki tek birim hücre yükseklik farkları, ölçülür. Küçük miscut açıları ile büyük teraslar, yani yüzeylerde, birim hücre derin delikler teras çıkıntıların (Şekil 5B) yakın görebilir. Bu delikler uzun tavlama süreleri kullanıldığında, lider yüksek miscut açıları (Şekil 5C) ile tek sonlandırıldı yüzeylerde benzer morfolojiye kaybolur. Bu deliklerin morfolojisi, hem de teras çıkıntıları morfolojisi, bir sonlandırma önemli bir göstergesidir. teras çıkıntıların yuvarlak bir biçim sergilemektedir tek sona yüzeylerde 24, delik, şekillendirilmiş daireseldir. Buna karşılık, keskin kenarlı teras çıkıntıları ve kare delikler çift sonlandırıldı yüzeylerde (Şekil 4B bakınız) görebilir. Tek fesih başka göstergesi yansıması yüksek enerjili elektron Diffract görünürŞekil 6&#39;da gösterildiği gibi. Alınan yüzeyler, çizgiler göründükleri gibi olan RHEED görüntülerde nedeniyle yüzeyin kötü kristalliğinden iyon (RHEED) görüntüleri. Kikuchi çizgileri ve keskin kırılma lekelerin ortaya ile görülebileceği gibi, oksijen ya da alt-tabakanın tam tedavisinde Tavlama işleminden sonra, yüzey daha fazla istenir. Bununla birlikte, tek bir sona alt tabakalar halinde kırılma noktaları, sadece tavlanır substratlara kıyasla daha küçüktür. Daha da önemlisi, (1x1) noktalar dışında, hiçbir ek noktalar çift sona yüzeylerde desenleri her zaman mevcut olduğu, görünür DyScO 3 durumunda, bir tedavinin başarılı olup olmadığını görmek için çok daha zordur. Hiçbir fark RHEED tavlı çift sona yüzeylerde desen ve Şekil 7&#39;de kimyasal sona SCO 2 tedavi alt tabakalar .10, farklı tavlı DyScO 3 substrat AFM görüntüleri arasında görülebilirs gösterilir. Farklı bağlantı uçları kolayca Şekil 7A-D görülebilir. Şekil 7E ve F tek sonlu alt tabakalar için beklenen morfolojisini örneğin, sadece 4, aşağıdaki basamakları görebilir. Bununla birlikte, karıştırılmış sonlandırma hala çok küçük ölçekte oluşabilir. Nedeniyle AFM sınırlı çözünürlük, farklı sonlandırmaları alanları açıkça görülebilir değildir. Tek sonlandırıldı yüzeylere göre hem yükseklik hem de faz görüntülerde yüksek yüzey pürüzlülüğü hem sonlandırmaları varlığının bir göstergesidir. Tarama prob mikroskobu ve yüzey kırılma teknikleri tamamen tedavi başarısını belirlemek için yeterli değildir. İkinci fesih küçük bölgeler nedeniyle sınırlı çözünürlük teknikleri hem gozlemlenmistir olmayabilir. Bununla birlikte, bu küçük bölgeler, Şekil 8&#39;de gösterildiği gibi, bir film kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. SrRuO çekirdeklenmesinin <sub&gt; 3 yüzey sonlandırma karşı çok hassastır. Şekil 8C ve F tek sonlandırıldı yüzeyleri göstermek gibiydi sırasıyla DyScO 3 ve SrTiO 3 yüzeylerde AFM görüntüleri rağmen 3-5, SrRuO 3 büyüme, diğer fesih bölgeler olduğunu göstermektedir hala mevcut. Sonunda, bir tedavinin başarısı sadece tam yetiştirilen filmin kalitesi dikkate tespit edilebilir. Adım 2) Ca 2 birikmesi Nb 3 O 10 - keyfi yüzeylerde nanosheets Nanosheet birikimi sırasında, yüzey basıncı değişikliği izlenebilir ve bu nasıl birikim ilerledikçe bir göstergesidir. Ilk yüzey alanı sıkıştırma ve nanosheets gerçek tevdi edilmesi sırasında yüzey basıncı tipik araziler, Şekil 9&#39;da gösterilmiştir. Basınç, genellikle, bir artır için artardaha hızlı ambalaj yoğunluğu gibi nanosheets ve artar yüzer easingly yoğun ambalaj% 100 yaklaşır. Gerçek birikim yüzey basıncı maksimuma ulaşır ve bu basınç birikimi boyunca muhafaza edilecektir hemen önce başlamalıdır. Durumunda basınç maksimuma ve (biraz) çöker, bu yüksek sıkıştırma gücü birbirleriyle örtüşen ve (kısmi) yığınlar oluşturmak için bazı nanosheets kenarlarını neden olduğunu gösteriyor olabilir geçer. Sürece maksimum yaklaşım değil basınç olarak, nanosheets henüz yoğun bir ambalaj halinde düzenlenmiştir değildir. Gerçek birikimi sırasında, bariyerler yavaş yavaş nanosheet tek tabaka yerel reorganizasyon sağlamak için ileri ve geri hareket ve bu testere gibi basınç profili neden olur. Nanosheets bir tek tabaka tipik bir AFM görüntüsü, Şekil 10 &#39;de gösterilmiştir. Nanosheet yüzeylerinin pürüzsüz olan ve bitişik boşluklar yükseklik farkı 1.44 mil kristalografik kalınlığı yaklaşımlarkendi ana bileşiğin 11 katmanları - Ca 2 Nb 3 O 10. Nanosheets bir tek-tabakalı-dışı düzlem yönünde yönlendirilmiş (001) tam olarak bir, fakat nanosheets rasgele düzlem sipariş için rasgele düzlem konuma sahip bulunmaktadır. SrTiO 3 arasında bir ara tabaka ile nanosheets - kristal oryantasyon ve kalite göstermek için, Şekil 11, Ca 2 Nb 3 O 10 üzerinde büyümüş epitaksiyel SrRuO 3 bir elektron geri yansıma difraksiyonu (EBSD) görüntüsünü göstermektedir. film tüm nanosheets bir takım düzlem-dışı (001) yönelimi vardır ve tek tek nanosheets tek düzlem konuma sahip bulunmaktadır. Bu tür filmlerin yüzey morfolojisi atomik mükemmel nanoshe yüksek kaliteli film büyüme teyit sürekli yerlerinde 12 .The adım yükseklikleri nanosheet kalınlığında veya SrRuO 3 birim hücre yüksekliği ya karşılık Şekil AFM görüntü ile gösterilmiştirets. 3 film bu yaklaşım tarafından yetiştirilen epitaksiyal SrRuO özellikleri üzerinde uzun bir rapor için, Nijland ark bakın. 15 <img alt="Şekil 1," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig1highres.jpg" /> Bir küp Perovskite birim hücre Şekil 1. (A) şematik gösterimi. Metal iyonları, A ve B, sırasıyla, köşeler ve birim hücrenin merkezine yerleştirilmiştir. oksijen atomları B iyonu etrafında bir octahedron oluşturan, küpün yüzleri bulunur. (B) (001) şematik gösterimi Perovskite substrat odaklı. Nedeniyle bir miscut için, yüzey teraslar oluşmaktadır. Her iki bağlantı uçları, AO ve BO 2, yüzeyde bulunur. (C) tamamen BO 2 sona alt tabakanın şematik temsili. Bir DyScO 3 alt-tabakanın yüzeyi (D) AFM görüntü 1,000 tavlama işleminden sonra<html> 6, 4 saat bekletilmiştir. teraslarda pürüzlülük hat profili (E), sadece 4 birim hücre adımlarda gösterildiği gibi, iki farklı yüzey son verme varlığının neden olduğu, ama aynı zamanda 2, bir yükseklik farkları de görülebilir. AC Kleibeuker uyarlanmıştır Şekıl ve diğ. 9 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig2highres.jpg" /> Şekil 2. tek katmanlı nanosheets bir tabakalı ana bileşik. Kütleli molekülleri ile iyon değişimi delaminasyonu şematik tabakaları birbirinden ayrılmasının sağlanması, ara tabaka elektrostatik kuvvetler şişmeye yapının ayrılmasına neden olan ve azaltır.= &quot;_ blank&quot; olsun&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig3highres.jpg" /> LB yöntemiyle nanosheet birikimi Şekil 3 şematik temsili. Nanosheets dağılım yüzeyine doğru yüzer ve içe doğru hareket engelleri ile, yoğun bir ambalaj halinde sıkıştırılır. Alt tabaka daha sonra yavaş yavaş dağılma çekilir. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig4highres.jpg" /> Şekil 4,. 650 ° C flaşlar olan bir SrTiO 3 alt-tabaka (A) AFM görüntüsü. (B), AFM yüksekliği ve (C) sürtünmeBir çift sonlandırıldı SrTiO 3 substrat görüntü, (D) gösterilen AFM yüksekliği resmin çizgi profilinde görünür bitişik teraslar, kıyasla yarım birim hücre yükseklik farkı ile keskin kenarları ve teraslar adım gösteren. İki farklı sonlandırmaları sürtünme görüntüde net bir kontrast neden olur. Koster ark izni ile alınan Şekil. 8 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig5highres.jpg" /> Şekil 5. (AC) tek sonlandırıldı SrTiO 3 yüzeylerde AFM görüntüleri. (D) Sadece birim hücre yüksekliği farklılıkları gösteren (C) bir çizgi profili vardır. (B) daire birim hücre derin hol birini gösterir<html> es düşük miscut açıları ile yüzeylerde teras çıkıntıları yakın görünür olan. Koster ve ark., 24 izniyle alınan Şekil <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig5large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig6highres.jpg" /> Şekil alınan SrTiO 3 alt-tabaka (B), bir alt-tabaka, tavlanmış ve (C) tek bir sona SrTiO 3 alt-tabaka olarak (A) 6. RHEED ve görüntüler. Koster ve ark., 24 izniyle alınan Şekil <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig6large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.</a> / 52.209 / 52209fig7highres.jpg &quot;upload /&gt; Şekil 7. Tavlı DyScO 3 yüzeylerde AFM görüntüleri. (AD) açıkça çift sonlandırıldı yüzeyleri göstermektedir. Bununla birlikte, morfoloji, substrat alt-tabaka arasında değişebilir. (E) ve (F) &#39;yüzeyleri, daha homojen bir nokta, sadece birim hücre yükseklik farkları ölçülebilir. Ancak, AFM çözünürlüğü ikinci fesih 25 küçük alanları ölçmek için çok düşük olabilir. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig8highres.jpg" /> SrRuO Şekil 8. AFM görüntüleri 3 film. SrTiO 3 ve DyScO üzerine (A) filmleri 3 yüzeylerde büyüdü ve <stro<html> ng&gt; (D), bu protokolde tarif edilen yöntemlere uygun olarak tedavi edilen sırasıyla SrTiO 3 ve DyScO 3 yüzeylerde yetiştirilir. filmler çok düzgün ve (B) ve (E) &#39;de gösterildiği ilgili çizgi profilleri, sadece birim hücre yüksekliği farklılıklar göstermektedir. (C) ve (F) &#39;de filmler, çift sona tavlanmış yüzeylerde büyütüldü. Hendekler film kalınlığının aralığı içinde olan görebilir. (D) ve (F) &#39;de takmalar büyüme önce tabakayı göstermektedir. Her iki yüzeyler çok düzgün olduğunu unutmayın. Kleibeuker ark izni ile çekilen Şekil. 9 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <html> hres.jpg &quot;/&gt; Şekil ilk yüzey alanı sıkıştırma sırasında yüzey basıncı 9. Tipik araziler ve Ca 2 Nb gerçek birikim 3 O 10 -. Nanosheets <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig9large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 10," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig10highres.jpg" /> Şekil 10. Tipik AFM görüntüsü ve Ca 2 Nb bir tek tabaka hat profili 3 O 10 -. Bir silikon substrat üzerinde biriken nanosheets nanosheets pürüzsüz yüzeyler görüntüler. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig10large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> &quot;Src =&quot; / files / ftp_upload / 52.209 / 52209fig11highres.jpg &quot;/&gt; . Nb 3 O 10 Ca 2 yetiştirilen epitaksiyal SrRuO 3 Şekil 11. EBSD görüntü - SrTiO 3 bir ara tabaka ile nanosheets filmin tüm nanosheets bir out-of-düzleminde (001) yönelime sahip ve tek bir in-düzlemi vardır Bireysel nanosheets üzerinde yönlendirme. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig11large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 12," src="/files/ftp_upload/52209/52209fig12highres.jpg" /> Şekil 12. Nb 3 O 10 Ca 2 yetiştirilen epitaksiyal SrRuO 3 AFM görüntüsü ve hat profili -. SrTiO 3 bir ara tabaka ile nanosheets sürekli parça yükseklikleri arasında nanosheet kalınlığı maç Adım1.4 nm ve 0.4 nm SrRuO 3 birim hücre yüksekliği. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52209/52209fig12large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films at JoVE.com

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Çeşitli işlemler karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyümesi için atomik tanımlı şablonlar hazırlamak özetlenmiştir. Tek kristal SrTiO 3 (001) ve DyScO 3 kimyasal işlemler (110), alt-tabakalar atomik olarak pürüzsüz, tek sonlu yüzeyler elde etmek için yapıldı. Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets keyfi yüzeylerde atomik tanımlı şablonlar oluşturmak için kullanıldı.

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

atomically-defined-templates-for-epitaxial-growth-complex-oxide-thin

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

14.2K Görüntüleme.  University of Twente.  Çeşitli işlemler karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyümesi için atomik tanımlı şablonlar hazırlamak özetlenmiştir. Tek kristal SrTiO 3 (001) ve DyScO 3 kimyasal işlemler (110), alt-tabakalar atomik olarak pürüzsüz, tek sonlu yüzeyler elde etmek için yapıldı. Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets keyfi yüzeylerde atomik tanımlı şablonlar oluşturmak için kullanıldı. 

Video: Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Towards Biomimicking Wood: Fabricated Free-standing Films of Nanocellulose, Lignin, and a Synthetic Polycation

Woody materials are comprised of plant cell walls that contain a layered secondary cell wall composed of structural polymers of polysaccharides and lignin. Layer-by-layer (LbL) assembly process which relies on the assembly of oppositely charged molecules from aqueous solutions was used to build a freestanding composite film of isolated wood polymers of lignin and oxidized nanofibril cellulose (NFC). To facilitate the assembly of these negatively charged polymers, a positively charged polyelectrolyte, poly(diallyldimethylammomium chloride) (PDDA), was used as a linking layer to create this simplified model cell wall. The layered adsorption process was studied quantitatively using quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D) and ellipsometry. The results showed that layer mass/thickness per adsorbed layer increased as a function of total number of layers. The surface coverage of the adsorbed layers was studied with atomic force microscopy (AFM). Complete coverage of the surface with lignin in all the deposition cycles was found for the system, however, surface coverage by NFC increased with the number of layers. The adsorption process was carried out for 250 cycles (500 bilayers) on a cellulose acetate (CA) substrate. Transparent free-standing LBL assembled nanocomposite films were obtained when the CA substrate was later dissolved in acetone. Scanning electron microscopy (SEM) of the fractured cross-sections showed a lamellar structure, and the thickness per adsorption cycle (PDDA-Lignin-PDDA-NC) was estimated to be 17 nm for two different lignin types used in the study. The data indicates a film with highly controlled architecture where nanocellulose and lignin are spatially deposited on the nanoscale (a polymer-polymer nanocomposites), similar to what is observed in the native cell wall.

The objective of this research was to form synthetic plant cell wall tissue using layer-by-layer assembly of nanocellulose fibrils and isolated lignin assembled from dilute aqueous suspensions.&#160; Surface measurement techniques of quartz crystal microbalance and atomic force microscopy were used to monitor the formation of the polymer-polymer nanocomposite material.

Nanocellulose, Lignin Fabrikasyon Serbest duran Filmler ve Sentetik polikatiyon: Biomimicking Wood Doğru

Woody materials are comprised of plant cell walls that contain a layered secondary cell wall composed of structural polymers of polysaccharides and ...

Kimya

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from the inherent strong electron correlations that reside within them. These materials can also possess electronic phase separation in which regions of vastly different resistive and magnetic behavior can coexist within a single crystal alloy material. By reducing the scale of these materials to length scales at and below the inherent size of the electronic domains, novel behaviors can be exposed. Because of this and the fact that spin-charge-lattice-orbital order parameters each involve correlation lengths, spatially reducing these materials for transport measurements is a critical step in understanding the fundamental physics that drives complex behaviors. These materials also offer great potential to become the next generation of electronic devices 1-3. Thus, the fabrication of low dimensional nano- or micro-structures is extremely important to achieve new functionality. This involves multiple controllable processes from high quality thin film growth to accurate electronic property characterization. Here, we present fabrication protocols of high quality microstructures for complex oxide manganite devices. Detailed descriptions and required equipment of thin film growth, photo-lithography, and wire-bonding are presented.

We describe the use of pulsed laser deposition (PLD), photolithography and wire-bonding techniques to create micrometer scale complex oxides devices. The PLD is utilized to grow epitaxial thin films. Photolithography and wire-bonding techniques are introduced to create practical devices for measurement purposes.

Mekansal Kapalı Karmaşık Oksitler Fabrikasyon

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Mühendislik

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions. Oxide interfaces exhibit a wide range of properties that can be controlled include conduction, piezoelectric behavior, ferromagnetism, superconductivity and nonlinear optical properties. Recently, methods for controlling these properties at extreme nanoscale dimensions have been discovered and developed. Here are described explicit step-by-step procedures for creating LaAlO3/SrTiO3 nanostructures using a reversible conductive atomic force microscopy technique. The processing steps for creating electrical contacts to the LaAlO3/SrTiO3 interface are first described. Conductive nanostructures are created by applying voltages to a conductive atomic force microscope tip and locally switching the LaAlO3/SrTiO3 interface to a conductive state. A versatile nanolithography toolkit has been developed expressly for the purpose of controlling the atomic force microscope (AFM) tip path and voltage. Then, these nanostructures are placed in a cryostat and transport measurements are performed. The procedures described here should be useful to others wishing to conduct research in oxide nanoelectronics.

Oxide nanostructures provide new opportunities for science and technology. The interfacial conductivity between LaAlO3 and SrTiO3 can be controlled with near-atomic precision using a conductive atomic force microscopy technique. The protocol for creating and measuring conductive nanostructures at LaAlO3/SrTiO3 interfaces is demonstrated.

Yazma ve Oksit Nanoyapıların Düşük Sıcaklık Karakterizasyonu

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

Atomically Traceable Nanostructure Fabrication

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process being used in order to maintain exquisite control over both feature size and feature density. Here, we demonstrate a method for tracking atomically resolved and controlled structures from initial template definition through final nanostructure metrology, opening up a pathway for top-down atomic control over nanofabrication. Hydrogen depassivation lithography is the first step of the nanoscale fabrication process followed by selective atomic layer deposition of up to 2.8 nm of titania to make a nanoscale etch mask. Contrast with the background is shown, indicating different mechanisms for growth on the desired patterns and on the H passivated background. The patterns are then transferred into the bulk using reactive ion etching to form 20 nm tall nanostructures with linewidths down to ~6 nm. To illustrate the limitations of this process, arrays of holes and lines are fabricated. The various nanofabrication process steps are performed at disparate locations, so process integration is discussed. Related issues are discussed including using fiducial marks for finding nanostructures on a macroscopic sample and protecting the chemically reactive patterned Si(100)-H surface against degradation due to atmospheric exposure.

We report a protocol for combining the atomic metrology of the Scanning Tunneling Microscope for surface patterning with selective Atomic Layer Deposition and Reactive Ion Etching. Using a robust process involving numerous atmospheric exposures and transport, 3D nanostructures with atomic metrology are fabricated.

Atomik İzlenebilir Nanoyapı İmalatı

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and conformality by taking advantage of self-limiting reactions between vapor-phase precursors and the growing film. Perovskite oxides present potential for next-generation electronic materials, but to-date have mostly been deposited by physical methods. This work outlines a method for depositing SrTiO3 (STO) on germanium using ALD. Germanium has higher carrier mobilities than silicon and therefore offers an alternative semiconductor material with faster device operation. This method takes advantage of the instability of germanium's native oxide by using thermal deoxidation to clean and reconstruct the Ge (001) surface to the 2&#215;1 structure. 2-nm thick, amorphous STO is then deposited by ALD. The STO film is annealed under ultra-high vacuum and crystallizes on the reconstructed Ge surface. Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) is used during this annealing step to monitor the STO crystallization. The thin, crystalline layer of STO acts as a template for subsequent growth of STO that is crystalline as-grown, as confirmed by RHEED. In situ X-ray photoelectron spectroscopy is used to verify film stoichiometry before and after the annealing step, as well as after subsequent STO growth. This procedure provides framework for additional perovskite oxides to be deposited on semiconductors via chemical methods in addition to the integration of more sophisticated heterostructures already achievable by physical methods.

This work details the procedures for the growth and characterization of crystalline SrTiO3 directly on germanium substrates by atomic layer deposition. The procedure illustrates the ability of an all-chemical growth method to integrate oxides monolithically onto semiconductors for metal-oxide semiconductor devices.

Atomik Katman Biriktirme aracılığıyla Germanyum üzerinde Perovskit Stronsiyum Titanate Epitaksiyel Büyüme

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

The quasi 2D electron system (q2DES) that forms at the interface between LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO) has attracted much attention from the oxide electronics community. One of its hallmark features is the existence of a critical LAO thickness of 4 unit-cells (uc) for interfacial conductivity to emerge. Although electrostatic mechanisms have been proposed in the past to describe the existence of this critical thickness, the importance of chemical defects has been recently accentuated. Here, we describe the growth of metal/LAO/STO heterostructures in an ultra-high vacuum (UHV) cluster system combining pulsed laser deposition (to grow the LAO), magnetron sputtering (to grow the metal) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). We study step by step the formation and evolution of the q2DES and the chemical interactions that occur between the metal and the LAO/STO. Additionally, magnetotransport experiments elucidate on the transport and electronic properties of the q2DES. This systematic work not only demonstrates a way to study the electrostatic and chemical interplay between the q2DES and its environment, but also unlocks the possibility to couple multifunctional capping layers with the rich physics observed in two-dimensional electron systems, allowing the fabrication of new types of devices.

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

We fabricate metal/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures using a combination of pulsed laser deposition and in situ magnetron sputtering. Through magnetotransport and in situ X-ray photoelectron spectroscopy experiments, we investigate the interplay between electrostatic and chemical phenomena of the quasi two-dimensional electron gas formed in this system.

Büyüme ve Elektrostatik/kimyasal özellikleri Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

The quasi 2D electron system (q2DES) that forms at the interface between LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO) has attracted much attention from the oxide ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (Cu variant) entropy-stabilized oxides. Phase pure and chemically homogeneous (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (x = 0.20, 0.27, 0.33) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (x = 0.11, 0.27) ceramic pellets are synthesized and used in the deposition of ultra-high quality, phase pure, single crystalline thin films of the target stoichiometry. A detailed methodology for the deposition of smooth, chemically homogeneous, entropy-stabilized oxide thin films by pulsed laser deposition on (001)-oriented MgO substrates is described. The phase and crystallinity of bulk and thin film materials are confirmed using X-ray diffraction. Composition and chemical homogeneity are confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The surface topography of thin films is measured with scanning probe microscopy. The synthesis of high quality, single crystalline, entropy-stabilized oxide thin films enables the study of interface, size, strain, and disorder effects on the properties in this new class of highly disordered oxide materials.

The synthesis of high quality bulk and thin film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O entropy-stabilized oxides is presented.

Toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince Film sentezi

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

Fabrication of Schottky Diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure Grown by Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device applications. Zinc oxide (ZnO), a semiconductor with a wide bandgap (3.4 eV) and high electron saturation velocity has gained a great deal of attention as an attractive material for high speed devices. Efficient gate modulation, however, requires high-quality Schottky contacts on the barrier layer. In this article, we present our Schottky diode fabrication procedure on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructure with high density 2DEG which is achieved through strain modulation and incorporation of a few percent Be into the MgZnO-based barrier during growth by molecular beam epitaxy (MBE). To achieve high crystalline quality, nearly lattice-matched high-resistivity GaN templates grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) are used as the substrate for the subsequent MBE growth of the oxide layers. To obtain the requisite Zn-polarity, careful surface treatment of GaN templates and control over the VI/II ratio during the growth of low temperature ZnO nucleation layer are utilized. Ti/Au electrodes serve as Ohmic contacts, and Ag electrodes deposited on the O2 plasma pretreated BeMgZnO surface are used for Schottky contacts.

Attainment of high-quality Schottky contacts is imperative for achieving efficient gate modulation in heterostructure field effect transistors (HFETs). We present the fabrication methodology and characteristics of Schottky diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructures with high-density two dimensional electron gas (2DEG), grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on GaN templates.

Moleküler ışın plazma destekli Epitaxy tarafından yetiştirilen Zn-kutup BeMgZnO/ZnO Heterostructure üzerinde Schottky diyotlar imalatı

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device ...

Epitaxial Nanostructured &alpha;-Quartz Films on Silicon: From the Material to New Devices

In this work, we show a detailed engineering route of the first piezoelectric nanostructured epitaxial quartz-based microcantilever. We will explain all the steps in the process starting from the material to the device fabrication. The epitaxial growth of &#945;-quartz film on SOI (100) substrate starts with the preparation of a strontium doped silica sol-gel and continues with the deposition of this gel into the SOI substrate in a thin film form using the dip-coating technique under atmospheric conditions at room temperature. Before crystallization of the gel film, nanostructuration is performed onto the film surface by nanoimprint lithography (NIL). Epitaxial film growth is reached at 1000 &#176;C, inducing a perfect crystallization of the patterned gel film. Fabrication of quartz crystal cantilever devices is a four-step process based on microfabrication techniques. The process starts with shaping the quartz surface, and then metal deposition for electrodes follows it. After removing the silicone, the cantilever is released from SOI substrate eliminating SiO2 between silicon and quartz. The device performance is analyzed by non-contact laser vibrometer (LDV) and atomic force microscopy (AFM). Among the different cantilever&#8217;s dimensions included in the fabricated chip, the nanostructured cantilever analyzed in this work exhibited a dimension of 40 &#181;m large and 100 &#181;m long and was fabricated with a 600 nm thick patterned quartz layer (nanopillar diameter and separation distance of 400 nm and 1 &#181;m, respectively) epitaxially grown on a 2 &#181;m thick Si device layer. The&#160;measured&#160;resonance frequency was&#160;267 kHz and the estimated quality factor, Q, of the whole mechanical structure was Q ~ 398 under low vacuum conditions. We observed the voltage-dependent linear displacement of cantilever with both techniques (i.e., AFM contact measurement and LDV). Therefore, proving that these devices can be activated through the indirect piezoelectric effect.

Epitaxial Nanostructured &#945;-Quartz Films on Silicon: From the Material to New Devices

This work presents a detailed protocol for the microfabrication of nanostructured &#945;-quartz cantilever on a Silicon-On-Insulator(SOI) technology substrate starting from the epitaxial growth of quartz film with the dip coating method and then nanostructuration of the thin film via nanoimprint lithography.

Silikon Üzerine Epitaxial Nanoyapılı α-Kuvars Filmler: Malzemeden Yeni Cihazlara

In this work, we show a detailed engineering route of the first piezoelectric nanostructured epitaxial quartz-based microcantilever. We will explain all ...

Tuning Oxide Properties by Oxygen Vacancy Control During Growth and Annealing

Electrical, optical, and magnetic properties of oxide materials can often be controlled by varying the oxygen content. Here we outline two approaches for varying the oxygen content and provide concrete examples for tuning the electrical properties of SrTiO3-based heterostructures. In the first approach, the oxygen content is controlled by varying the deposition parameters during a pulsed laser deposition. In the second approach, the oxygen content is tuned by subjecting the samples to annealing in oxygen at elevated temperatures after the film growth. The approaches can be used for a wide range of oxides and nonoxide materials where the properties are sensitive to a change in the oxidation state.
The approaches differ significantly from electrostatic gating, which is often used to change the electronic properties of confined electronic systems such as those observed in SrTiO3-based heterostructures. By controlling the oxygen vacancy concentration, we are able to control the carrier density over many orders of magnitude, even in nonconfined electronic systems. Moreover, properties can be controlled, which are not sensitive to the density of itinerant electrons.

Oxide materials show many exotic properties that can be controlled by tuning the oxygen content. Here, we demonstrate the tuning of oxygen content in oxides by varying the pulsed laser deposition parameters and by performing postannealing. As an example, electronic properties of SrTiO3-based heterostructures are tuned by growth modifications and annealing.

Büyüme ve tavlama sırasında oksijen boşluk kontrolü ile oksit özelliklerinin ayarlanması

Electrical, optical, and magnetic properties of oxide materials can often be controlled by varying the oxygen content. Here we outline two approaches for ...