Коммутируемые серебряные наноструктуры управляемые с помощью атомно-силового микроскопа
Описание процесса создания контролируемых серебряных наноструктур с помощью техники атомно-силового микроскопа. Анализ возможности коммутирования позиции наноструктур между поверхностью кремниевой пленки и поверхностью раздела пленки-индия-олова.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.03.2019 |
| Размер файла | 14,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
Коммутируемые серебряные наноструктуры управляемые с помощью атомно-силового микроскопа
аспирант Шагурина А.Ю.
научный руководитель Новикова Л.В.
В предлагаемой статье описывается процесс создания контролируемых серебряных наноструктур с помощью техники атомно-силового микроскопа. Наноструктуры выращиваются как на поверхности диоксида кремния так и на кремний-индий-оловооксидной поверхности раздела мезопористой кремниевой пленки пропитанной солью серебра., нанесенной на стекло с покрытием оксида индия олово. Напряжение подается между проводящим зондом атомно-силового микроскопа и индий-олово-оксидной подложкой для создания наноструктур серебра. Продемонстрирована возможность коммутирования позиции наноструктур между поверхностью кремниевой пленки и поверхностью раздела пленки-индия-олова путем изменения электрической полярности зонда. Так же показано, что проводящие каналы могут быть созданы с помощью кремниевого слоя при условии, что созданные металлические наноструктуры являются достаточно большими, чтобы расти внутри объема пленки с одной стороны до другой. Электрическая проводимость пленки может быть локально изменена в противоположном направлении с последовательным применением отрицательного и положительного напряжения на зонд.
Под электромагнитным возбуждением понимают проявление металлическими наночастицами (НЧ) поверхностной плазмонной резонансной локализации (ППРЛ), которая возникает из-за коллективного резонансного колебания проводящих электронов.
Электрическое поле наночастиц в резонансе характеризуется повышением излучательной (рассеяние) и безызлучательной (поглощение) составляющей, и с помощью сближающегося поля происходит повышение улучшений на наноуровне. Благородные металлы, такие как наночастицы серебра, золота хорошо известны поверхностной плазмоидной резонансной локализацией на оптических частотах, ведущей к увеличению спектра применения в биологическом и химическом зондировании, поверхности повышенного комбинационного или фотоэлектрического рассеяния. Их спектральный отклик сильно зависит от природы металла, размера, формы и пространственного расположения наночастиц и их диэлектрической среды. Во многих приложениях, точный контроль этих параметров является главным видом для настройки оптических свойств. Различные сканирующие методы основанные на зондовой микроскопии были разработаны для того, чтобы контролировать пространственное расположение различных по форме металлических частиц.
Суть перьевой нанолитографии состоит в нанесении чернил, содержащих уже сформированные наночастицы или соль металла, на различные поверхности с помощью зонда атомно-силового микроскопа (АСМ), в результате чего образуются металлические структуры нанодиапазона. Другой подход, без использования «чернил», где соль металла непосредственно входит в состав плёнки и наночастицы создаются посредством электрохимического процесса. При подаче электрического потенциала между электродами, образованными проводящим зондом АСМ и подложкой. серебряный наноструктура силовой микроскоп
Экспериментальная часть. Образцы состоят из мезопористого слоя диоксида кремния, пропитанного нитратом серебра, нанесенного на слой оксида индия-олова находящегося на стеклянной подложке. Мезопористые кремниевые пленки готовятся с помощью процесса золь-гель при комнатной температуре, описанного в работе 1. Эти пленки имеют толщину 200 ± 20 нм (измерена с помощью Veeco Dektak 3 ST прибора для измерения профиля поверхности), шероховатость поверхности порядка 7 ± 1 нм, измеренная с помощью АСМ на площадке 25 мкм2, и размер мезопор 7.5 ± 2.5 нм, полученный из изображения вида сверху посредством сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Мезопоры соединены между собой благодаря микропористости в кремниевой пластине. Таким образом плёнка, может быть использована в качестве резервуара для предшествующего металлического раствора. Пленки пропитывают ионнами нитрата серебра 0,5 М раствора (вода / этанол 1: 1) путем вымачивания образцов в растворе в течении 30 мин при воздействии ультразвука. Затем образцы промывались дистиллированной водой для удаления избытка соли серебра с поверхности и высушивались в атмосфере N2. В завершении образцы хранились в условиях высокой влажности (выше, чем 50% относительной влажности). Серебряные наноструктуры были получены путем применения напряжения смещения E между проводящим зондом с платино-иридиевым покрытием (ANSCM-СТ-20, радиус кривизны <30 нм, жесткость кантилевера ? 1-5 нм) и пленкой оксида индия-олова. АСМ (Agilent 5500) использовался как в прерывисто-контактном, так и в контактном режиме. В прерывисто-контактном режиме напряжение смещения прикладывается к зонду, сохраняя слой оксида индия-олова заземленным. В контактном режиме напряжение прикладывается к слою оксида индия-олова, зонд заземлен. Для большей ясности указано электрическое напряжение зонда по отношению к подложке. Все эксперименты проводились при (65 ± 5)% относительной влажности, для обеспечения наличия адсорбированного слоя воды на поверхности пленки.
Литература
1. Бэтти Ю.; Десточес Н.; Чассагну Ф.; Джэймон Д.; Боис Л.; Монкоффри Н.; Тюльхот Н. Оптические свойства наночастиц серебра термически выращенных в мезоструктурированных гибридных пленках. Opt. Mater. Express 2011, 1, 1019-1033.
2. Battie, Y.; Destouches, N.; Chassagneux, F.; Jamon, D.; Bois, L.; Moncoffre, N.;
Toulhoat, N. Optical Properties of Silver Nanoparticles Thermally Grown in a Mesostructured Hybrid Silica Film. Opt. Mater. Express 2011, 1, 1019?1033.
3. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp501268y
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные аспекты, которые относятся к области нанохимии. Классификация размерных эффектов по Майеру, причины их появления. Схема работы и общий вид атомно-силового микроскопа. Классификация наноматериалов по размерности. Свойства углеродных нанотрубок.
презентация [11,4 M], добавлен 13.07.2015Сравнительный анализ нульмерных наноструктур и традиционных коллоидных систем. Современные реакторы для получения фуллеренов, примеры их применения. Растворный синтез нульмерных наноструктур. Самосборка нульмерных наноструктур в упорядоченные массивы.
презентация [4,0 M], добавлен 19.02.2016Теория атомно-эмиссионного спектрального анализа. Основные типы источников атомизации, описание процессов, происходящих в пламени. Принципиальная схема атомно-эмиссионного фотометра. Спектрографическая, спектрометрическая и виртуальная оценка спектра.
контрольная работа [590,9 K], добавлен 29.03.2011Атомно-абсорбційний аналіз - метод кількісного елементного аналізу по атомних спектрах поглинання (абсорбції) рідини. Принципова схема полум'яного атомно-абсорбційного спектрометра. Визначення деяких токсичних елементів за допомогою даного методу.
курсовая работа [193,5 K], добавлен 22.05.2012Химическое влияние железа и других тяжелых металлов на человека. Гравиметрический и титриметрический методы, потенциометрия, вольтамперометрия, кулонометрия, электрогравиметрия, атомно-эмиссионная спектроскопия, фотометрический и люминесцентный анализы.
курсовая работа [57,7 K], добавлен 08.12.2010Магнитные наночастицы металлов. Физико-химические свойства мицелярных растворов. Кондуктометрическое исследование, синтез наночастиц кобальта в прямых мицеллах. Получение пленки Ленгмюра-Блоджетт, растровая электронная и атомно-силовая микроскопия.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 21.09.2012Принцип и схема аналитического процесса. Оптическая система атомно-абсорбционного спектрометра. Источник первичного излучения. Разрядные трубки с парами металлов. Лампы с полым катодом. Безэлектродные разрядные трубки с микроволновым возбуждением.
контрольная работа [853,8 K], добавлен 10.01.2012Методы оценки долговечности масляной пленки. Получение моторных масел, дающих яркое свечение в ультрафиолете. Обоснование применения принципа ультрафиолетового сканирования для оценки защитных свойств моторных масел и долговечности масляной пленки.
дипломная работа [967,3 K], добавлен 20.10.2011Природа спектров электромагнитного излучения и структура атомов. Явление абсорбции света, принципы спектрального и атомно-абсорбционного анализа. Сущность закона Бугера-Ламберта-Бера. Фотоколориметрические методы измерения интенсивности окраски растворов.
курсовая работа [556,9 K], добавлен 21.03.2014Основы атомно-эмиссионного спектрального анализа, его сущность и область применения. Пламя, искра и высокочастотная индуктивно-связанная плазма как источники возбуждения спектра. Суть спектрографического, спектрометрического и визуального анализа.
курсовая работа [772,5 K], добавлен 09.11.2010Исследование метода для оценок облаков, туманов и их динамики, фактора насыщения пара над поверхностью капли. Анализ влияния растворенных в капле гигроскопических примесей солей и кислот. Расчет давления насыщения водяного пара над поверхностью капли.
контрольная работа [113,9 K], добавлен 15.06.2011Атомно-молекулярное учение Ломоносова о строении вещества. Молекула как наименьшая частица вещества, сохраняющая его состав и химические свойства. Современное изложение основных положений атомно-молекулярного учения. Открытие катодных лучей Круксом.
презентация [658,4 K], добавлен 14.04.2012Потенціал ідеального іоноселективного електрода. Визначення важких металів у харчових продуктах. Використання атомно-абсорбційної спектрофотометрії. Характеристика та практичне застосування тонкошарової хроматографії. Атомно-емісійний спектральний аналіз.
контрольная работа [70,2 K], добавлен 28.10.2015Представление методики контроля морфологии пленки Ge при эпитаксии на поверхности Si(100) с помощью регистрации и анализа изменения профилей интенсивности на дифракционной картине быстрых электронов. Принципы формирования "hut"- и "dome"-кластеров.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 07.06.2011Определение содержания тяжелых металлов в отходах производства. Принципы атомно-абсорбционной спектрометрии. Требования к подготовке пробы. Устройство спектрометра, порядок его установки. Приготовление растворов для градуировки, проведение исследования.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 09.03.2016Строение металлов в твердом состоянии. Энергетические условия взаимодействия атомов в кристаллической решетке вещества. Атомно-кристаллическое строение. Кристаллические решетки металлов и схемы упаковки атомов. Полиморфные (аллотропические) превращения.
лекция [1,5 M], добавлен 08.08.2009Характеристика методик и области применения атомно-абсорбционной спектрометрии. Фотометрический метод определения алюминия, титана, железа в металлическом марганце и металлическом азотированном марганце. Освоение методов статистической обработки данных.
курсовая работа [771,2 K], добавлен 28.05.2010Техніка експерименту в хімічній лабораторії. Атомно-молекулярне вчення. Стехіометричні закони та основні хімічні поняття. Прості та складні речовини, вивчення хімічної символіки та фізичних величин. Закон еквівалентів та рівняння Менделєєва-Клапейрона.
методичка [60,6 K], добавлен 12.12.2011Методы определения железа в почвах: атомно-абсорбционный и комплексонометрический. Соотношение групп соединений железа в различных почвах. Методики определения подвижных форм железа с помощью роданида аммония. Эталонные растворы для проведения анализа.
контрольная работа [400,1 K], добавлен 08.12.2010Изучение свойств поверхности материала, поверхностного натяжения. Определение величины поверхностной энергии. Понятие и причина когезии, адгезии, абсорбции, адсорбции. Рассмотрение процесса смачивания. Описание модели получения пленки полистирола.
презентация [3,3 M], добавлен 28.12.2015
