עבודה זו נתמכת כלכלית על ידי ארגון הולנד למחקר מדעי (NWO) באמצעות מענק ViDi ועל ידי חטיבת מדעי הכימיה של ארגון הולנד למחקר מדעי (NWO-CW) במסגרת תוכניות TOP וECHO.

1. משטחים אטומי חלקים, הופסקו ביחידים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי SrTiO 3 וDyScO 3 מצעים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את מצעים בכוס מלאה באצטון (99.5% טוהר) ולמקם אותו באמבטיה קולית (UB) במשך 10 דקות. חזור על פעולה זו עם אתנול (טוהר 99.8%), מבלי לייבש את המצע שביניהם. השתמש באקדח חנקן לייבש את הדגימות על ידי נושבת טיפות אתנול מהמשטח. בדרך זו, חלקיקים שנמצאים באתנול לא יישארו על פני השטח לאחר הייבוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את המשטח עם מיקרוסקופ אופטי. הסר את כל חלקיקי שאריות על ידי שפשוף בעדינות על מצע רקמת עדשה, הספוגה באתנול. תמיד להשתמש באקדח חנקן לייבש את המדגם. חזור על שלב 1.1.1 ו1.1.2 עד פני השטח הוא חופשי מחלקיקים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DyScO טיפול 3 - חישול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את מצעים ניקו בסירת קוורץ ולחשל אותם בתנור צינור נקי ב 1000 &amp; #176; C בזורם חמצן (150 מיליליטר / שעה) במשך 4 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את המשטח עם מיקרוסקופ אופטי. אם הלכלוך הוא גלוי, השתמש בהליך המתואר בשלב 1.1.2 לניקוי משטח. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DyScO טיפול 3 - חספוס פני השטח על ידי BHF <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את מצעים נקיים בכוס 100 מיליליטר המכילה 40 מיליליטר מים deionized (DI) ולמקם אותו בUB למשך 30 דקות. השתמש במחזיק טפלון לבצע מצעים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא שלוש כוסות 100 מיליליטר עמידים HF עם מים די 40 מיליליטר. מלא כוס 100 מיליליטר עם 40 מיליליטר של אתנול. מלא כוס HF אחד עמידה עם 40 מיליליטר 12.5% ​​מימן פלואורי שנאגרו (BHF, NH 4 F: HF = 87.5: 12.5, pH = 5.5). הערה: BHF הוא חומצה מסוכנת מאוד. אמצעי זהירות ראויה יש לנקוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את בעל הטפלון נושא את מצעים מהכוס עם מים די לכוס המכילה BHF. שים את הכוס בUB למשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את בעל הטפלון לcontaini כוס עמידה HFng DI מים ולטבול במשך 20 שניות, בעדינות נע מעלה ומטה בעל. חזור על פעולה זו בשתי כוסות אחרות מלאים במים. השאר את בעל עם דגימות בכוס המכילה אתנול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלך כל הנוזל המכיל BHF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את מצעים באמצעות אקדח חנקן. בדוק את המשטח עם מיקרוסקופ אופטי. אם הלכלוך הוא גלוי, חזור על שלב 1.1.2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DyScO טיפול 3 - תחריט סלקטיבית על ידי NaOH <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא כוס 100 מיליליטר עם 40 מיליליטר 12 M NaOH (aq). לטבול את הדגימות באמצעות בעל טפלון ומניח את הכוס בUB למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת הדגימות לכוס 100 מיליליטר המכילה 40 מיליליטר 1 M NaOH (aq). שים את זה בUB למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא שלוש כוסות עם מים די וכוס אחת עם אתנול. יש לשטוף את הדגימות על ידי טבילה לאחר מכן בשלוש כוסות במים ובסופו בכוס עם אתנול. ייבש את הדגימות באמצעות אקדח חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את המשטח עם microsco אופטיPE ונקי במידת צורך, באמצעות ההליך המתואר בשלב 1.1.2. DyScO 3 הדגימות ביחידות מופסקות כעת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SrTiO טיפול 3 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחרוט מצעים לנקות באמצעות BHF כמתואר בשלב 1.3. שים לב כי, בזמן שצעד זה משמש לDyScO רק 3 כצעד משטח חספוס, התחריט סלקטיבית של SRO מתרחש בשלב זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשל הדגימות ב 950 ° C בזורם חמצן (150 מיליליטר / שעה) למשך 90 דקות. SrTiO 3 הדגימות ביחידות מופסקות כעת. בדוק את המשטח עם מיקרוסקופ אופטי ולנקות במידת צורך, באמצעות ההליך המתואר בשלב 1.1.2. </li></ol></li></ol> 2. תבניות מוגדרות אטומי על מצעים שרירותיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך פיזור של HCA 2 Nb 3 O 10 אבקה במי DI עם ריכוז של 0.40 g / 100 מ&quot;ל ולהוסיףסכום equimolar של אמוניום הידרוקסיד טטרה-בוטיל (TBAOH). אנא עיין באל Ebina et. 23 לסינתזה של המצב המוצק של KCA 2 Nb 3 O 10 אבקה וprotonation לHCA 2 Nb 3 O 10. הערה: TBAOH היא מאכל; ללבוש כפפות בכל העת ולהתמודד עם טיפול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נער בעדינות את הבקבוק ביד ומניח אותו בצורה אופקית על שייקר נדנדה ליום 30 בהרץ למשך 14 יום. Re-לפזר את המשקעים חמישה עד שש פעמים במהלך 14 ימים אלה על ידי גלגול הבקבוק באיטיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל את הפיזור ל0.40 g / L ובעדינות לנער אותו שוב. לתת לזה לעמוד לפחות 24 שעות לפני השימוש על מנת לאפשר אגרגטים גדולים ליישב לחלק התחתון של הפיזור. הערה: הגודל אצווה עשוי להשפיע על התהליך. כאן, קבוצות ראשוניות של 100 מיליליטר וקבוצות בדילול של 500 מיליליטר נעשו, הן בבקבוקי פוליפרופילן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתצהיר של Ca 2 Nb 3 O 10 יריעות הערה: גרסאות שונות של הגדרות תפעוליות שונות ציוד ותשואת תוכנה. נא עיין במדריך של ההתקנה לכל האפשרויות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את צלחת Wilhelmy על ידי שטיפה במי DI וניקוי עם פלזמה חמצן באנרגיה גבוהה לפחות 3 דקות לכל צד. אחסן את צלחת Wilhelmy במי DI מייד לאחר מכן. הערה: אם תצהירים מרובים נעשים ברציפות, צלחת Wilhelmy לא צריכה להיות מטופלים עם פלזמה חמצן בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את שוקת אנגמיור-Blodgett ושני מחסומים על ידי שטיפה במי DI, צחצוח עם אתנול, שוב שטיפה במי DI וייבוש בגז חנקן. ודא שההגדרה מונחת על שולחן נגד רעידות כדי להגן מפני רעידות, ובתיבה שיכולה להיות סגור במהלך בתצהיר כדי להגן מפני זורם אוויר ואבק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 50 מיליליטר מהחלק העליון של פיזור nanosheet טרי עם מזרק ולאט לאט הכניס אותו בשוקת. ודא שהקצוות של השוקת והמחסומים חופשיים של טיפות. הערה: הסכום הנדרש להפקדה אחד תלוי בגודל של השוקת. משטח המים חייב להיות גבוה במעט מהקצוות של השוקת, לוודא כי המחסומים יכולים לדחוס את פני השטח כמו שצריך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תן את שאר הפיזור במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר מצע שרירותי תואם עם תמיסות מימיות ולנקות אותו כראוי. צרף את המצע לבעל התקנת LB ונותן לו מכה סופית עם גז חנקן. הערה: זכור כי סרטים אטומי שטוחים צריכים להיות מבוגרים על מצעים אטומי שטוחים. נתוני דוגמא בדוח זה התקבלו עם מצעי סיליקון, שנוקו עם אתנול, סילון של CO 2 הסופר קריטי עבור 30 שניות פלזמה וחמצן באנרגיה גבוהה במשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את בעל מצע להתקנה. קח את צלחת Wilhelmy, לטבול אותו בשוקת ולצרף אותו בזהירות למעיין. הסר טיפות מהתיל של הצלחת עם פיסת נייר. &lt;/ Li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיכים את המצע עד שהוא נוגע את פני השטח של פיזור nanosheet, להגדיר את הגובה בתוכנה לאפס ולהפחית את המצע נוסף עד לעומק הרצוי. לוודא כי בעל המצע לא לגעת בפיזור nanosheet. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הלחץ לפני השטח בתוכנה לאפס ולתת מנוחת הפיזור במשך 15 דקות. לאחר 15 דקות לחץ המשטח בדרך כלל מגיע 1-2 MN / m. סטיות גדולות עשויות להצביע על איכות ירודה של התצהיר הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הלחץ לפני השטח בתוכנה כדי לאפס שוב ולהתחיל את השלב הראשון של התצהיר על ידי הזזת המחסומים עם שיעור של 3.0 מ&quot;מ / דקה כדי לדחוס את פני השטח לאט. ודא שהערך של לחץ היעד בתוכנה הוא הרבה מעל הערך המקסימאלי הצפוי בשלב 2.2.10 (כלומר, 20 MN / מ &#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקוב אחר ההתפתחות של לחץ פני השטח ושטח פנים. חכה עד העלייה של הלחץ מאיטה באופן משמעותי וapproache הלחץזה המקסימום שלו. ודא שהמחסומים לא להגיע לצלחת Wilhelmy. הלחץ המקסימאלי בדרך כלל מגיע 15.0-18.0 MN / מ &#39;, אבל זה לא ערך קבוע ולא מוחלט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזן את הערך הגיע כלחץ יעד, להגדיר את גובה המצקת לערך האמיתי ולהתחיל את השלב השני של התצהיר על ידי נסיגת המצע מהפיזור עם שיעור של 1.0 מ&quot;מ / דקה. לפקח על לחץ פני השטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את צלחת Wilhelmy כאשר בתצהיר הוא סיים, לשטוף אותו עם מים די ולאחסן אותו במי DI שוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המצע לאחר שהתייבש לגמרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתצהיר multilayer, לפרק את השאריות אורגניות מהשכבה הקודמת. ניתן לעשות זאת למשל על ידי חימום עד 600 מעלות צלזיוס במיקרוגל למשך 30 דקות או על ידי הקרנת אולטרה סגול למשך 30 דקות. חזור על הפרוטוקול מהצעד 2.2.2, אבל לא לנקות את המצע, אלא במכה של גז חנקן. </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.

ההיבט החשוב ביותר של כל טיפולי מצע תחמוצת פרובסקיט הוא הניקיון של העבודה. זיהומי משטח למנוע תחריט של אזורים של המצע, ואילו תגובות לא רצויות במהלך חישול יכולות בקלות לגרום נזק למשטח. סדר הפעולות השונות הוא חשוב גם כן. בטיפול בDyScO 3, יש לבצע צעד חישול לפני צעד התחריט, מאז פוסט חישול-מוביל לדיפוזיה Dy לא רצויה מהתפזורת על פני השטח של המצע. לאחר התחריט בפתרון M NaOH 12, יש להשתמש תמיד פתרון 1 M על מנת למנוע משקעים של קומפלקסי הידרוקסיד dysprosium על פני המצע. שריה במים היא הכרחית לטיפול SrTiO 3 כדי hydroxylize SRO. בדרך זו, ניתן להשתמש בו פעמים תחריט קצרות המונעת מזיק של פני השטח בשל תחריט בלתי מבוקר. טבילה במים היא צעד אופציונאלי במקרה של DyScO <sub&gt; 3 טיפול. צעד זה הוא פשוט הועתק מהליך הטיפול הסטנדרטי SrTiO 3 והוא לא צפוי להיות משמעות בטיפול. צעדי חישול נחוצים כדי לשפר את crystallinity של פני השטח. פעמים חישול הצביעו עבור DyScO 3 וSrTiO 3 טיפולים פעמים כי, בממוצע, להוביל למדפי צעד מוגדרים היטב. עם זאת, לעתים זמן חישול צריך להיות מוגבר למצעים עם זווית miscut נמוכה, כלומר, עם מרפסות רחבות יותר. אורך דיפוזיה מוגבר לאחר מכן נדרש לאטומי פני השטח כדי למצוא את האתרים אופטימליים. במקרה של SrTiO 3, זמן חישול ארוך מדי עלול לגרום לדיפוזיה לא רצויה של אטומים Sr מהתפזורת אל פני השטח. סיום שני זה יכול להיות שנצפה במורפולוגיה פני השטח על ידי מראה של קצות צעד ישרים וחורים מרובעים, כפי שתואר בסעיף דן בתוצאות נציג. במקרה כזה, ג טיפול פני השטחאחזור על עצמו, אבל יש לבצע את הצעד הסופי בחישול 920 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות 26. השיטות שתוארו בפרוטוקול זה הן השיטות המוצלחות ביותר לSrTiO (001) 3 וscandates הארץ נדירה, אך חלות על מצעים אלה בלבד. עם זאת, שיטות למצעים אחרים צריכה להיות מותאמות לכימיה של פני השטח המדויק. זה נדרש גם כאשר מצעים עם אוריינטציות אחרות משמשים, או כאשר אתר במקום סיום B-אתר הוא רצוי. ניתן למצוא סקירה של טיפולים קיימים בסאנצ&#39;ס et al. 6 וSchlom et al. 2 לגבי שכבות זרע של יריעות, חלקים עדינים של התהליך הם להשיג תפוצות nanosheet באיכות גבוהה ועל מנת למנוע זיהום בתצהיר. Delamination של מתחם הורה שכבתי ליריעות unilamellar על ידי תוספת של יונים אורגניים מגושמים מתרחש בקלות, אבל יריעות נוטות לצבורבפיזור ומצרפים כזה יפריע את התצהיר של monolayers הומוגנית. לכן, זה מאוד חשוב להשאיר פיזור טרי מדולל במנוחה לפחות 24 שעות לפני השימוש ולא להשתמש בחלק התחתון של הפיזור. זה משאיר זמן לאגרגטים גדולים להתיישב והחלק העליון של הפיזור יהפוך טהור יחסית. מאז הצטברות מתמשכת ברציפות תהיה לבזות את הפיזור, להשתמש בתוך שבוע אחד לאחר הדילול מומלץ. אנא שים לב כי השיפוע המתרחש בריכוז nanosheet ברחבי פיזור הנפח גורם לכמה שינויים בערכי לחץ המשטח במהלך בתצהיר LB, בהתאם לריכוז nanosheet המקומי בהיקף שנלקח ממניות הפיזור. יתר על כן, בתצהיר LB מבוסס על מולקולות פעילי שטח ובכך הוא רגיש מאוד לזיהומים ותנועה. ניקוי קפדני של ההגדרה וצלחת Wilhelmy (רצוי עם כלי ניקוי ייעודי להתקנה זו בלבד) וag ההגנהainst זורם אוויר ותנודות הן חשובות מאוד. הרעיון של יצירת שכבת זרע של יריעות על מצעים שרירותיים על ידי תצהיר LB הוא כלי רב ערך בתחום צמיחת סרט דק. המשטח אטומי המושלם של יריעות תשואות גבוהות סרטי epitaxial איכות, באופן עקרוני, כל חומר סרט עם פרמטרים סריג תואמים. ניתן להפקיד יריעות כמעט על כל חומר מצע ובכך חומרים אחרים יכולים להחליף את מצעי גבישים יחידים יקרים יחסית ומוגבל בגודל. שיטת LB מאפשרת nanosheet תצהיר בmonolayers עם controllability גבוהה שבדרך כלל לא יכולים להיות מושגת על ידי טכניקות קונבנציונליות אחרות כמו בתצהיר או הפתתה electrophoretic. 11 עם זאת, צוואר הבקבוק הוא במידה של שלמות של שכבת הזרע. איכויות סרט גבוהות על פני שטחים גדולים הנדרשות ליישום אמין במכשירים פונקציונליים ועד כה, זה לא הושג. להפקיד יריעות עםכיסוי מושלם ורצוי גם לשלוט ההתמצאות במטוס שלהם הם אתגרים מרכזיים בתחום. עם זאת, במצב הנוכחי של האמנות כבר הוכיח להיות כלי רב ערך במחקר.

הרבה מחקר מבוצע על סרטים דקים epitaxial וheterostructures של תחמוצות מורכבות בגלל מגוון הרחב של תכונות פונקציונליות שניתן להשיג על ידי כוונון הרכב והמבנה של החומרים. בשל ההתפתחות של מספר טכניקות צמיחה, בימינו אפשר לעשות מגוון רחב של סרטים עם קומפוזיציות ואיכויות גבישים שלא ניתן להגיע בכמויות גדולות. 1 ביחד עם העובדה שתכונותיהם של חומרים אלה הן איזוטרופי מאוד, זה עושה את זה בepitaxial תופעות סרטים ופונקציונליות הם נצפו שאינם מתקבלים בכמויות גדולות. חוץ מזה, זן epitaxial ויצירת heterostructures ניתן להשתמש כדי להשיג תכונות חדשות או משופרות. 2 כדי לגדול סרטי epitaxial וheterostructures עם התכונות הרצויות, מצעים עם משטחים מוגדרים היטב נדרשים. הבדלים מקומיים בכימיה של פני השטח או מורפולוגיה לגרום n הומוגניותucleation וצמיחה, שמוליד פגמים לא רצויים וגבולות גרעין בסרט. יתר על כן, הממשק בין סרט ומצע ממלא תפקיד חשוב בקביעת התכונות בגלל העובי המוגבל של הסרט. משמעות דבר היא כי מצעים נדרשים שיהיו חלקים והומוגנית ברמה האטומית. קריטריון זה הוא קשה להגיע כאשר מצעים משמשים שבאופן טבעי לא צריכים משטחים מוגדרים היטב, למשל, תחמוצות מורכבות אחרות. מנקודת מבט זו, תחמוצות פרובסקיט הן אחד חומרי המצע הנחקרים ביותר. יכולות להיות מיוצגות על ידי תחמוצות פרובסקיט ABO הכללי הנוסחה 3, שבו A ו- B עומדים ליונים של מתכות. כמעט ניתן לשלב את כל המתכות באו B האתר, המאפשר לייצר מגוון רחב של מצעים שונים. הרבגוניות של חומר המצע מאפשרת לכוון את המאפיינים של הסרט גדל על גבי זה על ידי כוונון מתח epitaxial שימושיד המבנה בממשק. עם זאת, צמיחה במצעים אלה אינה פשוט בשל האופי המעורפל של פני השטח פרובסקיט, שהוא גלוי במיוחד ב( 001) מצעים בכיוון. בכיוון (001), ניתן לראות perovskites כלסירוגין שכבות של AO וBO 2. כש( 001) מצע אוריינטציה נעשה על ידי ביקוע מגביש גדול יותר, שתי תחמוצות נמצאות על פני השטח. תופעה זו מוצגת באיור 1. מאז הגביש לא הוא ביקע בצורה מושלמת לאורך המטוס (001), צורות פני השטח מורכבות מטרסות עם הפרשי גובה תא יחידה. עם זאת, הבדלי גובה של חצי יחידת תא קיימים, כמו גם, שמעיד על קיומו של שני הסוגים של הפסקות פני השטח. חשוב לי מצעי פרובסקיט הסתיימו בודדים כדי לגדול סרט רציף עם מאפיינים הומוגניים, כפי שהוכח במיוחד לצמיחה של סרטי תחמוצת פרובסקיט. הסיום יכול לגרום להבדל גדול בk הצמיחהinetics, שיוביל לצמיחה של סרטים לא-רציפים 3 -. 5 יתר על כן, סדר הערימה צריך להיות דומים בממשק סרט-מצע השלם, מאז ממשקי AO-B&#39;O יכולים להיות בעלי תכונות שונות לחלוטין מממשקי BO-A&#39;O. 6 השיטה המוצלחת הראשונה כדי לקבל משטח תחמוצת אחת הסתיים פרובסקיט פותחה עבור SrTiO 3 (001) מצעים בכיוון. קוואסאקי et al. 7 הציגו שיטת תחריט רטובה, שמאוחר יותר להשתפר על ידי et al קוסטר. 8 השיטה מורכבת מהגדלת הרגישות של SRO כלפי תחריט חומצי על ידי hydroxylating תחמוצת זה במים, ואחריו לחרוט קצר במימן פלואורי שנאגרו (BHF). חישול לאחר להגדיל את crystallinity מניב משטח אטומי חלק היה רק Tio 2 הוא הווה. מאוחר יותר, שיטה להשיג scandates אדמה יחידה הופסק נדירה פותחה על ידיבאמצעות המסיסות הגבוהה של תחמוצות ארץ נדירות בהשוואה לscandates בפתרון בסיסי. שיטה זו תוארה במיוחד עבור orthorhombic (110) האוריינטציה DyScO 3, וזה הראה שזה אפשרי להשיג משטחים לחלוטין הסתיימו scandate. 9,10 השיטות להשיג SrTiO הופסק אלה יחידים 3 וDyScO 3 מצעים מתוארים בזה פרוטוקול. למרות שהערך של מצעי פרובסקיט גבישים יחידים הוא ברורים, לחלופין, מצעים שרירותיים ללא מבנים גבישיים מתאימים יכולים לשמש לצמיחת סרט epitaxial גם כן. מצעים שאינם מתאימים לצמיחת סרט epitaxial בעצמם יכולים להתבצע לתוך תבניות מתאימות על ידי מכסה אותם בשכבה של יריעות. יריעות הן גבישים יחידים בעצם שני ממדים, בעובי של כמה ננומטרים וגודל לרוחב בטווח מיקרומטר 11, ובכך להחזיק את היכולת לכוון את צמיחת epitaxial של הבסרטים. על ידי הפקדת שכבה של יריעות על מצע שרירותי, שכבת זרע נוצר לצמיחת מוטה של ​​כל חומר סרט עם פרמטרים סריג תואמים. גישה זו דווחה מוצלחת לצמיחת המוטית של למשל ZnO, Tio 2, SrTiO 3, LaNiO 3, Pb (Zr, Ti) O 3 ו -3 SrRuO 12 -. 15 על ידי שימוש ביריעות, מחירים גבוהים יחסית ומגבלות גודל של מצעי גבישים יחידים רגילים ניתן להימנע וניתן להפקיד יריעות כמעט על כל חומר מצע. יריעות בדרך כלל מתקבלות על ידי delamination של מתחם הורה שכבתי לשכבות נפרדות שלה, עם העובי הספציפי שלהם נקבע על ידי המבנה הגבישי של התרכובת האם. 11 delamination ניתן להשיג בסביבה מימית על ידי החלפת יוני interlayer מתכת במתחם ההורה עם מגושם יונים אורגניים, מה שגורם למבנהלהתנפח וסופו של הדבר delaminate ליריעות unilamellar. התוצאה היא פיזור colloidal של יריעות טענו שמוקפות ביונים אורגניים טעון דלפק. ייצוג סכמטי של תהליך delamination מוצג באיור 2 בפרוטוקול הנוכחי, Ca 2 Nb 3 O 10 -. יריעות שמשו כמערכת מודל וניתן להשיגם מHCA מתחם הורה פרובסקיט 2 Nb 3 O 10. Ca 2 Nb 3 O 10 - יש לי יריעות פרמטרים כמעט שווים לאלה של SrTiO 3 במטוס סריג ולהציג משטח אטומי חלק, אחת לסיום. לכן, ניתן לגדל סרטים באיכות גבוהה על יריעות בודדות. ברגע שפיזור המימי של יריעות מתקבל, הם יכולים להיות מופקדים על מצע שרירותי על ידי תצהיר אנגמיור-Blodgett (LB). שיטה זו מאפשרת בתצהיר nanosheet בmonolayers עם controllability גבוהה שגרםלא ניתן להשיג enerally על ידי טכניקות קונבנציונליות אחרות כמו בתצהיר או הפתתה electrophoretic. 11 יונים האורגניים המקיפים את היריעות הם מולקולות פעילי שטח ונוטים לפזר על פני השטח של הפיזור, יצירת monolayer של יריעות צפות. monolayer זה יכול להיות דחוס באריזה צפופה ומופקד על מצע שרירותי. ייצוג סכמטי של תהליך הדחה מוצג באיור 3; כיסוי של מעל 95% משטח הוא בדרך כלל השגה 15-18 וזה קורה בעיקר ללא הערמה של יריעות או חופף קצוות. ניתן להשיג על ידי רבים-שכבתי בתצהיר חוזר ונשנה. בפרוטוקול הנוכחי Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות שמשו כמערכת מודל, אבל העיקרון של שימוש ביריעות כשכבת זרע לצמיחת סרט epitaxial הוא נרחב יותר ישים. למרות שיריעות תחמוצת לקבל יותרתשומת לב כשכבות זרע בספרות, המושג ניתן להאריך ליריעות שאינן תחמוצת כגון BN, GaAs, TiS 2, ZnS ומג&quot;ב 2 גם כן. יתר על כן, מאז יריעות יירשו את ההרכב של תרכובת אביהם, יכולות להיות מוכנסות פונקציות שונות על ידי העיצוב המתאים של מבנה ההורה. בנוסף לשימושם כשכבת זרע לצמיחת סרט בכיוון, במגוון רחב של יריעות הוכיח להיות ארגז כלים יקר ערך בלימוד תכונות חומר בסיסיות והנדסת מבנים פונקציונליים חדשים 11,19 -. 22 פרוטוקול זה מציג את הפרוצדורות כדי לקבל את הסוגים השונים של תבניות לסרטים דקים תחמוצת צמיחת epitaxial. נהלים שלמים להשיג SrTiO מוגדר היטב אחת הופסק 3 וDyScO 3 מצעים מתוארים, כמו גם את ההליך לפברק Ca 2 Nb 3 O 10 - שכבות nanosheet על arbitrary של מצעים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1701">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:127px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:1239px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">tetra-n-butyl ammonium hydroxide (40 wt% aq)</td>
			<td style="width:127px;">Alfa Aesar</td>
			<td>L02809</td>
			<td>corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Langmuir Blodgett setup (incl trough, barriers, Wilhelmy plate, frame etc)</td>
			<td style="width:127px;">KSV NIMA</td>
			<td>see catalogue behind link for multiple options</td>
			<td>http://www.ksvnima.com/file/brochures-2/ksvnimallbaccessoryandmodules 
			23-8-2013.pdf</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:216px;">Buffered hydrogen fluoride (NH4F:HF = 87.5:12.5)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right">40207</td>
			<td>Hazard statements: H301-H310-H314-H330, precautionary statements: P260-P280-P284-P301 + P310-P302 + P350-P305 + P351 + P338</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaOH (reagent grade)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>S5881&#160;</td>
			<td>Hazard statements: H290-H314, precautionary statements:&#160; P280-P305 + P351 + P338-P310 , product purchased as pellets, the 12 and 1 M solutions should be made from these pellets.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Tube furnace (Barnstead 21100)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>Z229725</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">STO and DSO substrates</td>
			<td style="width:127px;">CrysTec GmbH, Germany</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>www.crystec.de, size used 5 x 5 x 0.5 mm3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films

משטחי מצע מוגדרים אטומי הם תנאי הכרחי לצמיחת epitaxial של סרטים דקים תחמוצת מורכבת. בפרוטוקול זה, שתי גישות להשיג משטחים כגון מתוארים. הגישה הראשונה היא הכנת SrTiO 3 (001) וDyScO 3 (110) מצעים פרובסקיט הסתיימו יחידים. תחריט רטוב היה משמש להסרת אחד משתי הפסקות המשטח אפשריות באופן סלקטיבי, ואילו צעד חישול שימש להגדיל את החלקות של פני השטח. משטחים הופסקו אחד וכתוצאה מכך לאפשר צמיחת heteroepitaxial של סרטים דקים תחמוצת פרובסקיט עם איכות גבוהה גבישים וממשקים מוגדרים היטב בין מצע וסרט. בגישה השנייה, שכבות זרע לצמיחת סרט epitaxial על מצעים שרירותיים נוצרו על ידי אנגמיור-Blodgett (LB) בתצהיר של יריעות. כמערכת מודל Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות שמשו, שהוכנו על ידי delamination של תרכובת האב השכבתי שלהםHCA 2 Nb 3 O 10. יתרון מרכזי של יצירת שכבות זרע עם יריעות הוא שניתן להחליף מצעי גבישים יחידים יקרים יחסית ומוגבל בגודל על ידי כמעט כל חומר מצע.

תחריט סלקטיבי של SrTiO 3 וDyScO 3 מצעי שלב 1) מיקרוסקופ כוח האטומי (AFM) הוא דרך פשוטה לקבל אינדיקציה לגבי ההצלחה של הטיפול. תמונת AFM של מצע SrTiO 3 שהיה הבזיק רק 650 ° C (איור 4 א) מראה משטח מחוספס, הממחיש את הצורך בצעד חישול בטמפרטורה גבוהה. נתונים AFM של מצע מורפה (איורים 4 א-ג) מראים בבירור שתי הפסקות פני השטח, שכן בניגוד ברור בתמונה החיכוך הוא ציין, כמו גם הבדלי גובה תא יחידה מחצית בחתך של תמונת הגובה. איור 5 מראה AFM תמונות של Tio 2 הופסקו SrTiO 3 מצעים, אשר טופלו בהתאם לשיטה שתוארה בפרוטוקול זה. בקנה מידה גדולה, ניתן לראות מדפי מרפסת ישר (איור 5 א). בקנה מידה קטנה יותר,טרסות חלקות מאוד הם נצפו, ורק הבדלי גובה תא יחידה בין הטרסות נמדדים, כצפוי למשטחים הסתיימו יחידים. על מצעים עם מרפסות גדולות יותר, כלומר, עם זוויות miscut קטנות יותר, חורים עמוקים תא יחידה גלויים ליד מדפי הטרסה (איור 5). חורים אלה נעלמים כאשר פעמים יותר צריפה משמשות, שמוביל למורפולוגיות דומות למצעים הסתיימו יחידים עם זוויות גבוהות miscut (איור 5 ג). המורפולוגיה של חורים אלה, כמו גם את המורפולוגיה של מדפי המרפסת, היא אינדיקציה חשובה של סיום אחת. 24 על מצעים הסתיימו בודדים, החורים עגולים בצורה, ואילו אדני המרפסת מעוגלים. בניגוד לכך, מדפי מרפסת חדות וחורים מרובעים גלויים על מצעים כפולים הופסקו (ראה איור 4). אינדיקציה נוספת לסיום יחיד מופיעה בdiffract אלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה השתקפותתמונות היון (RHEED), כפי שמוצג באיור 6. בתמונות RHEED של כמצעים קיבלו, מופיעים פסים בשל crystallinity העני של פני השטח. לאחר חישול בחמצן או טיפול מלא של המצע, פני השטח הוא יותר מסודר, כפי שניתן לראות במראה קמטים וכתמי קיקוצ&#39;י החדים עקיפה. עם זאת, במקרה של מצעים הסתיימו בודדים, הכתמים העקיפה הם גם קטנים יותר בהשוואה למצעים המרותקים בלבד. יותר חשוב, מלבד הכתמים (1x1), ללא כתמים נוספים גלויים, שהם תמיד נוכחים בדפוסים של מצעים כפולים הופסקו במקרה של DyScO 3, קשה יותר לראות או לא טיפול הוא מוצלח. ניתן לראות הבדלים בין דפוסי RHEED של מצעים זוגיים הסתיימו מרותקים ומצעים כימיים טופלו SCO 2 הופסק .10 באיור 7, תמונות AFM של DyScO annealed 3 מצע שונהs מוצגת. אפשר בקלות לראות הפסקות שונות באיור 7 א-D. איור 7E וF להראות המורפולוגיה הצפויה למצעים הסתיימו יחידים, כלומר רק 4 צעדים בגלויים. עם זאת, הסיום המעורב עדיין יכול להתרחש בקנה מידה קטנה מאוד. בשל הרזולוציה המוגבלת של AFM, האזורים של הפסקות שונות אינם נראים בבירור. חספוס פני השטח גבוה יותר בשני תמונות הגובה ושלב בהשוואה למשטחים הסתיימו יחידים הוא אינדיקציה להימצאותם של שני ההפסקות. טכניקות מיקרוסקופיית ועקיפות משטח אינן מספיקות כדי לקבוע את ההצלחה של טיפול לחלוטין. אזורים קטנים של הסיום השני לא יכולים להיות שנצפו עם שני הסוגים של טכניקות בשל רזולוציה מוגבלת. עם זאת, אזורי קטין אלה יכולים להיות השפעה דרמטית על איכותו של הסרט, כפי שמוצגת באיור 8. ההתגרענות של SrRuO <sub&gt; 3 הוא מאוד רגישים כלפי הפסקת משטח. 3-5 למרות שתמונות AFM של DyScO 3 וSrTiO 3 מצעים בבהתאמה איור 8C וF נראה להראות משטחים הסתיימו בודדים, צמיחה של SrRuO 3 מראה כי אזורים בסיום האחר היו עדיין קיימים. בסופו של ההצלחה של טיפול ניתן לקבוע באופן מלא רק בהתחשב באיכות של הסרט גדל. שלב 2) בתצהיר של Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות על מצעים שרירותיים במהלך בתצהיר nanosheet, השינוי בלחץ פני השטח יכול להיות במעקב וזה נותן אינדיקציה על איך התמורה בתצהיר. חלקות טיפוסיות של הלחץ במהלך דחיסת השטח הראשונית והתצהיר בפועל של יריעות המשטח מוצגות באיור 9. הלחץ עולה באופן לאינקראריזת easingly הצפופה של צף יריעות ועלייה בקצב מהיר יותר כצפיפות האריזה מתקרבת ל -100%. בתצהיר בפועל צריך להתחיל ממש לפני לחץ המשטח יגיע למקסימום שלו ולחץ זה יישמר לאורך התצהיר. במקרה הלחץ עובר המרבי שלה ו( מעט) מתמוטט, זה יכול להצביע על כך שהכח הדחיסה הגבוה גרם לקצוות של כמה יריעות לחופפים זה לזה וליצור ערימות (חלקיות). כל עוד הלחץ אינו מתקרב למקסימום, היריעות עדיין לא מאורגנות באריזה צפופה. במהלך התצהיר בפועל, המחסומים לנוע באיטיות קדימה ואחורה כדי לאפשר ארגון מחדש מקומי של monolayer nanosheet וזה גורם פרופיל לחץ כמו מסור. תמונת AFM טיפוסית של monolayer של יריעות מוצגת באיור 10. משטחי nanosheet חלקים והבדלי הגובה עם פערים סמוכים מתקרב לעובי קריסטלוגרפיים 1.44 ננומטרשל Ca 2 Nb 3 O 10 - שכבות במתחם ההורה שלהם 11. Monolayer של יריעות הוא באופן מלא (001) אוריינטציה בכיוון מחוץ למטוס, אך יש לו נטייה במטוס אקראית בשל ההזמנה במטוס האקראית של יריעות. כדי להמחיש אוריינטציות הגביש ואיכותם, 11 איור מראה תמונת backscatter אלקטרון השתברות (EBSD) של epitaxial SrRuO 3 גדלה על Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות עם שכבת ביניים של SrTiO 3. יש סרט (001) אורינטציה מחוץ למטוס בכל היריעות ויש לו אחת התמצאות במטוס על יריעות בודדות. המורפולוגיה של סרטים כגון המשטח מאויר בתמונת AFM באיור 12 גבהים צעד .the בחלקים רציפים מתאימות גם עם עובי nanosheet או עם גובה התא היחידה של SrRuO 3, המאשרת צמיחת סרט באיכות גבוהה בnanoshe אטומי המושלםETS. לדו&quot;ח מורחב על המאפיינים של SrRuO epitaxial 3 סרטים גדלו בגישה זו, אנא פנה לet al Nijland. 15 <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig1highres.jpg" /> איור 1. (א) ייצוג סכמטי של תא יחידה פרובסקיט מעוקב. היונים של המתכות וB ממוקמים ב, בהתאמה, הפינות והמרכז של התא היחידה. אטומי החמצן נמצאים על פניהם של הקובייה, ויצרו סביב תמניון B היון. (ב) ייצוג סכמטי של (001) אוריינטציה מצע פרובסקיט. בשל miscut, המשטח מורכב מטרסות. שני ההפסקות, AO וBO 2, נמצאות על פני השטח. ייצוג סכמטי של מצע לחלוטין BO 2 הופסק (C). תמונת AFM (D) של פני השטח של DyScO מצע 3 לאחר חישול ב 1000<html> 6; צלזיוס למשך 4 שעות. החספוס על הטרסות נגרמים על ידי הנוכחות של שתי הפסקות פני השטח, כפי שמוצגים בפרופיל הקו (E), שבו לא רק צעדי התא יחידה 4 א &#39;, אבל הבדלי גובה גם 2 גלויים. דמויות AC מעובד מKleibeuker et al. 9 <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig2highres.jpg" /> איור 2. ייצוג סכמטי של delamination של מתחם שכבתי הורה ליריעות unilamellar. חילופי יון עם מולקולות מגושמות גורם מבנה להתנפח ומפחית את הכוחות אלקטרוסטטיים interlayer, המאפשר לשכבות להיות מופרדות אחד מהשני.תקבל = &quot;_ blank&quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig3highres.jpg" /> איור 3. ייצוג סכמטי של תצהיר nanosheet בשיטת LB. היריעות לצוף לעבר פני השטח של הפיזור ונדחסים לתוך אריזה צפופה על ידי המחסומים נעו פנימה. המצע לאחר מכן נסוג לאט מהפיזור. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig4highres.jpg" /> חיכוך איור 4. (א) תמונת AFM של מצע SrTiO 3 שהיה הבזיק לC ​​° 650. (ב) גובה וAFM (C)תמונה של SrTiO 3 מצע כפול הסתיים, מראה קצוות חדים צעד וטרסות עם חצי הבדל גובה תא יחידה בהשוואה לטרסות הסמוכות, גלויות כמו בפרופיל הקו של תמונת גובה AFM מוצגת ב( D). שתי הפסקות שונות לגרום לניגוד ברור בתמונה החיכוך. איור נלקח באישור אל קוסטר et. 8 <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig5highres.jpg" /> איור 5. (AC) תמונות AFM של SrTiO 3 מצעים הסתיימו יחידים. (ד) היא פרופיל קו (C), מראה הבדלי גובה תא יחידה בלבד. המעגל ב( B) מציין אחד מהחול העמוק התא היחידה<html> es שנראה ליד מדפי המרפסת של מצעים עם זוויות miscut נמוכות. איור נלקח באישור et al קוסטר. 24 <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig6highres.jpg" /> איור 6. תמונות RHEED של (A) כמצע קיבל SrTiO 3, (ב) מצע מרותק וSrTiO 3 מצע הסתיים יחיד (C). איור נלקח באישור et al קוסטר. 24 <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> להעלות / 52,209 / 52209fig7highres.jpg &quot;/&gt; איור 7. תמונות AFM של DyScO 3 מצעים מרותקים. (AD) מראות בבירור משטחים כפולים הופסקו. עם זאת, המורפולוגיה יכולה להשתנות ממצע למצע. המשטחים של (E) ו- (F) נראים הומוגני יותר, וניתן למדוד הבדלי גובה תא יחידה בלבד. עם זאת, ברזולוציה של AFM יכולה להיות נמוכה מדי כדי למדוד אזורים קטנים של סיום שני 25. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 8" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig8highres.jpg" /> איור 8. תמונות AFM של SrRuO 3 סרטים גדלו על SrTiO 3 וDyScO 3 מצעים. הסרטים ב (א) ו <stro<html> ng&gt; (ד &#39;) גדלים על בהתאמה SrTiO 3 וDyScO 3 מצעים שטופלו בהתאם לשיטות שתוארו בפרוטוקול זה. הסרטים הם מאוד חלקים, ופרופילי הקו המקביל שמוצג (B) ו- (ה) להציג רק הבדלי גובה תא יחידה. הסרטים ב( C) ו- (F) גדלו על מצעים כפולים הסתיימו annealed. התעלות גלויות שנמצאים בטווח של עובי הסרט. הריבועים ב( ד) ו- (F) להראות את המצע לפני הצמיחה. שים לב ששני המשטחים חלקים מאוד. איור נלקח באישור et al Kleibeuker. 9 <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <html> hres.jpg &quot;/&gt; איור 9. מגרשים אופייניים של לחץ פני השטח במהלך הדחיסה הראשונית פני השטח והתצהיר בפועל של Ca 2 Nb 3 O 10 -. יריעות <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 10" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig10highres.jpg" /> איור 10. תמונת AFM טיפוסית ופרופיל קו של monolayer של Ca 2 Nb 3 O 10 -. יריעות שהופקדו על מצע סיליקון היריעות להציג משטחים חלקים. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> &quot;Src =&quot; / קבצים / ftp_upload / 52,209 / /&gt; 52209fig11highres.jpg &quot; תמונת 11. EBSD איור של SrRuO epitaxial 3 גדל על Ca 2 Nb 3 O 10 -. יריעות עם שכבת ביניים של SrTiO 3 יש סרט אורינטציה מחוץ למטוס (001) על כל היריעות ויש לו מטוס באחת אורינטציה על יריעות בודדות. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig11large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 12" src="/files/ftp_upload/52209/52209fig12highres.jpg" /> איור 12. פרופיל AFM תמונה והשורה של SrRuO epitaxial 3 גדל על Ca 2 Nb 3 O 10 -. יריעות עם שכבת ביניים של SrTiO 3. שלב גבהים בחלקים רציפים להתאים את העובי של nanosheet1.4 ננומטר וגובה התא היחידה SrRuO 3 של 0.4 ננומטר. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52209/52209fig12large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</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

נהלים שונים המפורטות להכין תבניות מוגדרות אטומי לצמיחת epitaxial של סרטים דקים תחמוצת מורכבת. טיפולים כימיים של SrTiO היחיד גבישים 3 (001) וDyScO 3 (110) מצעים בוצעו להשיג משטחים חלקים אטומי, אחד הסתיימו. Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות שמשו כדי ליצור תבניות מוגדרות אטומי על מצעים שרירותיים.

תבניות מוגדרות אטומי לEpitaxial צמיחה של תחמוצת המורכבת Thin Films

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 de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

14.2K Views.  University of Twente.  נהלים שונים המפורטות להכין תבניות מוגדרות אטומי לצמיחת epitaxial של סרטים דקים תחמוצת מורכבת. טיפולים כימיים של SrTiO היחיד גבישים 3 (001) וDyScO 3 (110) מצעים בוצעו להשיג משטחים חלקים אטומי, אחד הסתיימו. Ca 2 Nb 3 O 10 - יריע?...

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.

לקראת Biomimicking עץ: סרטים מפוברק חופשי עומדים בNanocellulose, ליגנין, וPolycation סינטטי

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

Reductive Electropolymerization of a Vinyl-containing Poly-pyridyl Complex on Glassy Carbon and Fluorine-doped Tin Oxide Electrodes

Controllable electrode surface modification is important in a number of fields, especially those with solar fuels applications. Electropolymerization is one surface modification technique that electrodeposits a polymeric film at the surface of an electrode by utilizing an applied potential to initiate the polymerization of substrates in the Helmholtz layer. This useful technique was first established by a Murray-Meyer collaboration at the University of North Carolina at Chapel Hill in the early 1980s and utilized to study numerous physical phenomena of films containing inorganic complexes as the monomeric substrate. Here, we highlight a procedure for coating electrodes with an inorganic complex by performing reductive electropolymerization of the vinyl-containing poly-pyridyl complex onto glassy carbon and fluorine doped tin oxide coated electrodes. Recommendations on electrochemical cell configurations and troubleshooting procedures are included. Although not explicitly described here, oxidative electropolymerization of pyrrole-containing compounds follows similar procedures to vinyl-based reductive electropolymerization but are far less sensitive to oxygen and water.

A procedure for performing reductive electropolymerization of vinyl-containing compounds onto glassy carbon and fluorine doped tin-oxide coated electrodes is presented. Recommendations on electrochemical cell configurations and troubleshooting procedures are included. Although not explicitly described here, oxidative electropolymerization of pyrrole-containing compounds follows similar procedures to vinyl-based reductive electropolymerization.

Electropolymerization המצמצם של קומפלקס פולי-pyridyl המכיל ויניל עליו מזוגג פחמן וטין אוקסיד אלקטרודות מסוממת-פלואור

Controllable electrode surface modification is important in a number of fields, especially those with solar fuels applications. Electropolymerization is ...

Cooling Rate Dependent Ellipsometry Measurements to Determine the Dynamics of Thin Glassy Films

This report aims to fully describe the experimental technique of using ellipsometry for cooling rate dependent Tg (CR-Tg) experiments. These measurements are simple high-throughput characterization experiments, which can determine the glass transition temperature (Tg), average dynamics, fragility and the expansion coefficient of the super-cooled liquid and glassy states for a variety of glassy materials. This technique allows for these parameters to be measured in a single experiment, while other methods must combine a variety of different techniques to investigate all of these properties. Measurements of dynamics close to Tg are particularly challenging. The advantage of cooling rate dependent Tg measurements over other methods which directly probe bulk and surface relaxation dynamics is that they are relatively quick and simple experiments, which do not utilize fluorophores or other complicated experimental techniques. Furthermore, this technique probes the average dynamics of technologically relevant thin films in temperature and relaxation time (&#964;&#945;) regimes relevant to the glass transition (&#964;&#945; &#62; 100 sec). The limitation to using ellipsometry for cooling rate dependent Tg experiments is that it cannot probe relaxation times relevant to measurements of viscosity (&#964;&#945; &#60;&#60; 1 sec). Other cooling rate dependent Tg measurement techniques, however, can extend the CR-Tg method to faster relaxation times. Furthermore, this technique can be used for any glassy system so long as the integrity of the film remains throughout the experiment.

Here, we present a protocol for cooling rate dependent ellipsometry experiments, which can determine the glass transition temperature (Tg), average dynamics, fragility and the expansion coefficient of the super-cooled liquid and glass for a variety of glassy materials.

קירור מדידות Ellipsometry תלויות דרג לקבוע את הדינמיקה של Thin Films המזוגג

This report aims to fully describe the experimental technique of using ellipsometry for cooling rate dependent Tg (CR-Tg) experiments. These measurements ...

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step process based on the preparation of a sol in a one-pot synthesis which is followed by the deposition of a gel film on Si(100) substrates by evaporation induced self-assembly using the dip-coating technique and ends with a thermal treatment of the material to induce the gel crystallization and the growth of the quartz film. The formation of a silica gel is based on the reaction of a tetraethyl orthosilicate and water, catalyzed by HCl, in ethanol. However, the solution contains two additional components that are essential for preparing mesoporous epitaxial quartz films from these silica gels dip-coated on Si. Alkaline earth ions, like Sr2+ act as glass melting agents that facilitate the crystallization of silica and in combination with cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) amphiphilic template form a phase separation responsible of the macroporosity of the films. The good matching between the quartz and silicon cell parameters is also essential in the stabilization of quartz over other SiO2 polymorphs and is at the origin of the epitaxial growth.

A protocol is presented for the preparation of piezoelectric macroporous epitaxial films of quartz on silicon by solution chemistry using dip-coating and thermal treatments in air.

הכנת Macroporous Epitaxial קוורץ סרטים על הסיליקון על ידי פתרון כימי הפקדת

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

Photochemical Oxidative Growth of Iridium Oxide Nanoparticles on CdSe@CdS Nanorods

We demonstrate a procedure for the photochemical oxidative growth of iridium oxide catalysts on the surface of seeded cadmium selenide-cadmium sulfide (CdSe@CdS) nanorod photocatalysts. Seeded rods are grown using a colloidal hot-injection method and then moved to an aqueous medium by ligand exchange. CdSe@CdS nanorods, an iridium precursor and other salts are mixed and illuminated. The deposition process is initiated by absorption of photons by the semiconductor particle, which results with formation of charge carriers that are used to promote redox reactions. To insure photochemical oxidative growth we used an electron scavenger. The photogenerated holes oxidize the iridium precursor, apparently in a mediated oxidative pathway. This results in the growth of high quality crystalline iridium oxide particles, ranging from 0.5 nm to about 3 nm, along the surface of the rod. Iridium oxide grown on CdSe@CdS heterostructures was studied by a variety of characterization methods, in order to evaluate its characteristics and quality. We explored means for control over particle size, crystallinity, deposition location on the CdS rod, and composition. Illumination time and excitation wavelength were found to be key parameters for such control. The influence of different growth conditions and the characterization of these heterostructures are described alongside a detailed description of their synthesis. Of significance is the fact that the addition of iridium oxide afforded the rods astounding photochemical stability under prolonged illumination in pure water (alleviating the requirement for hole scavengers).

A protocol for the photochemical oxidative growth of small crystalline iridium oxide nanoparticles on the surface of CdSe@CdS seeded rod nanoparticles is presented.

צמיחת פוטו חמצונים של חלקיקים אירידיום תחמוצת על Nanorods CdSe @ התקליטורים

We demonstrate a procedure for the photochemical oxidative growth of iridium oxide catalysts on the surface of seeded cadmium selenide-cadmium sulfide ...

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.

הצמיחה epitaxial של perovskite סטרונציום Titanate על גרמניום באמצעות הפקדת אטומית Layer

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

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as Ru(II), Pt(II), and Rh(III). The compound, named as a water-soluble metal-organic complex array (WSMOCA), is obtained through 1) the conventional solution-chemistry-based preparation of the corresponding metal complex monomers having a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc)-protected amino acid moiety and 2) their sequential coupling together with other water-soluble organic building units on the surface-functionalized polymeric resin by following the procedures originally developed for the solid-phase synthesis of polypeptides, with proper modifications. Traces of reactions determined by mass spectrometric analysis at the representative coupling steps in stage 2 confirm the selective construction of a predetermined sequence of metal centers along with the peptide backbone. The WSMOCA cleaved from the resin at the end of stage 2 has a certain level of solubility in aqueous media dependent on the pH value and/or salt content, which is useful for the purification of the compound.

A potential general method for the synthesis of water-soluble multimetallic peptidic arrays containing a predetermined sequence of metal centers is presented.

סינתזה של מערך מורכב מתכת-אורגנית נמס במים

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. Compared to other analytical separation techniques, such as chromatography, CE is cheap, robust and effectively requires no sample preparation (for a number of complex natural matrices or polymeric samples). CE is fast and can be used to follow the evolution of mixtures in real time (e.g., chemical reaction kinetics), as the signals observed for the separated compounds are directly proportional to their quantity in solution.
Here, the efficiency of CE is demonstrated for monitoring the covalent grafting of peptides onto chitosan films for subsequent biomedical applications. Chitosan&#39;s antimicrobial and biocompatible properties make it an attractive material for biomedical applications such as cell growth substrates. Covalently grafting the peptide RGDS (arginine - glycine - aspartic acid - serine) onto the surface of chitosan films aims at improving cell attachment. Historically, chromatography and amino acid analysis have been used to provide a direct measurement of the amount of grafted peptide. However, the fast separation and absence of sample preparation provided by CE enables equally accurate yet real-time monitoring of the peptide grafting process. CE is able to separate and quantify the different components of the reaction mixture: the (non-grafted) peptide and the chemical coupling agents. In this way the use of CE results in improved films for downstream applications.
The chitosan films were characterized through solid-state NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy. This technique is more time-consuming and cannot be applied in real time, but yields a direct measurement of the peptide and thus validates the CE technique.

Free solution capillary electrophoresis is a fast, cheap and robust analytical method that enables the quantitative monitoring of chemical reactions in real time. Its utility for rapid, convenient and precise analysis is demonstrated here through analysis of covalent peptide grafting onto chitosan films for improved cell adhesion.

אלקטרופורזה הנימים לפקח פפטיד האריך על Chitosan סרטים בזמן אמת

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

Solution-Processed "Silver-Bismuth-Iodine" Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers

Bismuth-based hybrid perovskites are regarded as promising photo-active semiconductors for environment-friendly and air-stable solar cell applications. However, poor surface morphologies and relatively high bandgap energies have limited their potential. Silver-bismuth-iodine (Ag-Bi-I) is a promising semiconductor for optoelectronic devices. Therefore, we demonstrate the fabrication of Ag-Bi-I ternary thin films using material solution processing. The resulting thin films exhibit controlled surface morphologies and optical bandgaps according to their thermal annealing temperatures. In addition, it has been reported that Ag-Bi-I ternary systems crystallize to AgBi2I7, Ag2BiI5, etc. according to the ratio of the precursor chemicals. The solution-processed AgBi2I7 thin films exhibit a cubic-phase crystal structure, dense, pinhole-free surface morphologies with grains ranging in size from 200 to 800 nm, and an indirect bandgap of 1.87 eV. The resultant AgBi2I7 thin films show good air stability and energy band diagrams, as well as surface morphologies and optical bandgaps suitable for lead-free and air-stable single-junction solar cells. Very recently, a solar cell with 4.3% power conversion efficiency was obtained by optimizing the Ag-Bi-I crystal compositions and solar cell device architectures.

Herein, we present detailed protocols for solution-processed silver-bismuth-iodine (Ag-Bi-I) ternary semiconductor thin films fabricated on TiO2-coated transparent electrodes and their potential application as air-stable and lead-free optoelectronic devices.

הפתרון-מעובד "סילבר-ביסמוט-יוד" Ternary סרטים רזה עבור בולמי נטול עופרת פוטו

Bismuth-based hybrid perovskites are regarded as promising photo-active semiconductors for environment-friendly and air-stable solar cell applications. ...

Molten-Salt Synthesis of Complex Metal Oxide Nanoparticles

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. Here, we introduce the molten-salt synthesis (MSS) method for making metal oxide nanomaterials. Advantages over other methods include its simplicity, greenness, reliability, scalability, and generalizability. Using pyrochlore lanthanum hafnium oxide (La2Hf2O7) as a representative, we describe the MSS protocol for the successful synthesis of complex metal oxide nanoparticles (NPs). Furthermore, this method has the unique ability to produce NPs with different material features by changing various synthesis parameters such as pH, temperature, duration, and post-annealing. By fine-tuning these parameters, we are able to synthesize highly uniform, non-agglomerated, and highly crystalline NPs. As a specific example, we vary the particle size of the La2Hf2O7&#160;NPs by changing the concentration of the ammonium hydroxide solution used in the MSS process, which allows us to further explore the effect of particle size on various properties. It is expected that the MSS method will become a more popular synthesis method for nanomaterials and more widely employed in the nanoscience and nanotechnology community in the upcoming years.

Here, we demonstrate a unique, relatively low-temperature, molten-salt synthesis method for preparing uniform complex metal oxide lanthanum hafnate nanoparticles.

מלח מותכת סינתזה של חלקיקי תחמוצת מתכת מורכבים

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. ...