עבודה זו נתמכה על ידי NSF גרנט מס &#39;DMR-1207243, תכנית NSF MRSEC (DMR-0,820,414), DOE גרנט מס&#39; DE-FG02-03ER46054, וOSU-המכון לחקר חומרים. המחברים מודים המעבדה נאנומערכות באוניברסיטת אוהיו, וסיוע טכני מCY קאו וCY חן.

1. סינתזה והכנה של מבשרי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת [4 N Et] [V (CO) 6] 23 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתא כפפות חנקן, לחתוך 1.88 גרם של נתרן מתכת ל~ 40 חתיכות ומערבבים עם 14.84 גרם של anthracene ב320 מיליליטר של tetrahydrofuran נטול מים (THF) בL 1 שלושה-צוואר בקבוק עגול תחתון. זהירות: שתי מתכת נתרן וtetrahydrofuran הם דליקים מאוד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את הפתרון עבור 4.5 שעות ב RT תחת אווירת חנקן עד לפתרון כחול עמוק של 14 NAC H 10 נוצר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקרר את הפתרון ל0 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתא כפפות חנקן, להכין פתרון ורוד-אדום של 3 VCL (THF) 3 על ידי הוספת 400 מיליליטר של THF נטול מים לתוך 7.48 גרם של 3 VCL (THF) 3 בבקבוק 500 מיליליטר תחתי עגול ומערבבים על RT עבור שעה 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הפתרון הוורוד-אדום 3 VCL (THF) 3 מתא הכפפות ומגניב 0 מעלות צלזיוס במשך 20 דקות. העברה לsolu הקודםtion של 14 NAC H 10 דרך צינורית תחת אווירת חנקן. פתרון סגול עמוק הומוגנית נוצר מייד לאחר התוספת הושלמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוציאים מהחנקן ומערבבים במשך 15 שעות. חם לאט לRT על ידי הנחת בקבוק בדלי קרח המאפשר את הקרח כדי להמס O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקרר את הפתרון שוב 0 מעלות צלזיוס ולמלא את הבקבוק עם תגובת פחמן חד חמצני. הפתרון ישתנה מסגול עמוק לצהוב-חום בעניין של דקות. זהירות: פחמן חד חמצני הוא רעיל מאוד. צעד זה לא צריך להיות מבוצע לבד וצריכה להיות מותקן אזעקת פחמן חד חמצני במעבדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את הפתרון מתחת לאווירת פחמן חד חמצני ב 0 מעלות צלזיוס למשך 15 שעות ולאחר מכן חם לאט לRT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כל אבל 200 מיליליטר של THF תחת ואקום. הוסף 500 מיליליטר של O 2 מים חופשיים תוך ערבוב הפתרון. V (CO) 6 הוא מתחמצן בקלות ואת הנוכחות של O 2 תגרום תשואה נמוכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את התוצאהתרחיף צהוב לפתרון המורכב מ20.8 גרם של רומיד tetraethylammonium (Et 4 NBR) ב -200 מיליליטר של H 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את עוגת הסינון עם O 2 מים חופשיים עד שהוא חסר צבע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את התרחיף וכתוצאה מ[ Et 4 N] [V (CO) 6] על ידי סינון ואקום ויבש תחת ואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חנות [Et 4 N] [V (CO) 6] במקפיא תא כפפות לשימוש עתידי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת V (CO) 6 23 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משמנים את נקודות חיבור למתאם ואקום עם ברזלים, זכוכית דו-כיוונית חיבור צינור, וקרה-אצבע. מניחים אצבע קרה בצוואר המרכז ומתאם ואקום עם ברזלים בפתיחה השלישית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתא כפפות ארגון, שילוב של 100 מ&quot;ג [Et 4 N] [V (CO) 6] עם 1 גרם של חומצה זרחתית בבקבוק תחתון עגול מכיל בר ערבוב מגנטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הבקבוק התחתון העגול לבקבוק תחתון עגול שלושה-צוואר באמצעות אמבטיה זכוכית דו-כיוונית חיבורדואר שבתא כפפות הארגון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את מערכת הבקבוק האטום מתא הכפפות ולהגדיר במנדף כימי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף מתנול לאצבע הקרה ומערבבים עם מרית-תוך הוספת חנקן נוזלי עד מתנול הוא קפוא. לשאוב את המערכת על ידי פתיחת השסתום לקו ואקום עד הלחץ מגיע 5 x 10 -2 Torr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להטביע את הבקבוק התחתון העגול בסט אמבטיה שמן עד 45 מעלות צלזיוס ולהפעיל את הבחישה המגנטית. ברגע שמתחילה התגובה, החומצה זרחתית תתמוסס ואבקה שחורה-כחולה מתעבה על האצבע הקרה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את קו הוואקום כאשר אבקה שחורה מתעבה על הבקבוק התחתון העגול במקום אצבע הקרה בגלל הלחץ הוא גבוה מדי. לשאוב את המערכת חזרה ל5 x 10 -2 Torr לפני הסגירה שוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את בקבוק התגובה כנדרש כדי לערבב את כל המגיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר התגובה להמשיך עד השאריות שנותרו בבקבוק תחתון עגול היא לבנה-אפורות וכבר לא מבעבע.</li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים כדורי נחושת לתוך מיכל בטוח קר ומגניבים עם חנקן נוזלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את מתנול מהאצבע הקרה עם micropipette. יוצקים כדורי נחושת מקוררים לתוך האצבע הקרה כדי לשמור על זה קר במהלך העברה לתא כפפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נגב שמן ומים תמצית את מערכת הבקבוק לפני העברה לתא כפפות ארגון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך תא הכפפות, להסיר את האצבע הקרה ממערכת הבקבוק ולהשתמש במרית כדי לגרד את V השחור (CO) 6 אבקה על גבי פיסת נייר במשקל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> V החנות (CO) 6 בבקבוק תחת אווירת ארגון ולשמור מתחת RT. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיהור של TCNE ידי סובלימציה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש tetracyanoethylene זמין מסחרי (TCNE) וחנות במקרר כימי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים ~ 5 גרם של TCNE עם ~ 0.5 גרם של פחם פעיל ולטחון עם מכתש ועלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח TCNE / תערובת פחמן לסירה זכוכית או לעטוף במגבוני משימה עדינים ולשים בתחתיתבקבוק עם קו ריק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים אצבע קרה לתוך החלק העליון של הבקבוק ולאטום את שני חלקים יחד עם מהדק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף מתנול לאצבע הקרה ומערבבים עם מרית-תוך הוספת חנקן נוזלי עד מתנול הוא קפוא. מניחים את תחתית הבקבוק המכיל TCNE באמבטית שמן מחוממת ל -70 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את קו הוואקום להגיע לחץ של 10 -4 Torr ולאחר מכן לסגור את קו הוואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדי פעם לפתוח את קו הוואקום כדי לשמור על הלחץ. TCNE מתעבה על האצבע הקרה כסובלימציה מתחילה. ברגע שאין יותר TCNE מצטבר על האצבע הקרה סובלימציה הוא סיימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את מתנול מהאצבע הקרה עם micropipette. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נגב שמן ומים תמצית את מערכת הבקבוק לפני העברה לתא כפפות ארגון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך תא הכפפות, להסיר את האצבע הקרה ממערכת הבקבוק ולהשתמש במרית כדי לגרד את אבקת TCNE על גבי פיסת נייר במשקל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סטהמחדש TCNE המטוהר במקרר מתחת RT תחת אווירת אינרטי. </li></ol></li></ol> 2. הגדרת מערכת הפקדת בתוך תא כפפות ארגון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את הכור בתוך תא כפפות ארגון כפי שמוצג באיור 1 א. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת חיבור למשאבת ואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר את זרימת גז חיבורים על ידי חיבור ברזלים 3-בדרך בין מד זרימה ושני קווים המחוברים למיקרומטר שסתומים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלק את סליל חימום זכוכית סביב הכור (חלק, איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעטוף שקופיות זכוכית עם קלטת polytetrafluoroethylene חותם (PTFE) חוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדחוף את שקופיות הזכוכית כ 10 סנטימטרים מהצד הימני של הכור, א החלק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים O-טבעת על החלק ב &#39;והחלק לצד ימין של הכור. הצטרף לשני חלקים יחד עם מהדק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף קו ואקום לחיבור התחתון על חלק ולצרף את מד לחיבור העליון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים מילוי סירהאד עם TCNE המטוהר לחלק ג &#39;קרובה לסיום, כך שTCNE תשב בחלק החם ביותר של הכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משמנים את הקשר של חלק ג &#39;והחלק אותו לצד השמאלי של הכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משמנים את שני הצדדים של T-הסירה מלאה בV (CO) 6 ושקופיות לקצה הימני של B. חלק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר כל שסתום מיקרומטר. אחד צריך להיות מחובר לצד הימני של T-סירה והאחר לצד השמאלי של חלק ג &#39;ומהדק את שני במקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל תצהיר מבחן כדי לקבוע היכן אזור התגובה ממוקם. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ההפקדה V [TCNE] x ~ 2 על גבי מצעים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הטמפרטורה של סליל חימום תגובה, כך שאזור התגובה מוגדר ערך ליד 46 מעלות צלזיוס, כאשר נמדדו בחלק התחתון של הכור והשטח של סירת TCNE קרובה 75 מעלות צלזיוס. הגדר את הטמפרטורה של אמבט שמן סיליקון עד 10 מעלות צלזיוס. לאפשר הטמפרטורות לייצב במשך לפחות 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלק את coi דוד הזכוכיתl סביב הכור (חלק, איור 1 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעטוף שקופיות זכוכית עם קלטת polytetrafluoroethylene חותם (PTFE) חוט. לארגן דגימות על גבי שקופית מכוסות בתוך מרחב שני אינץ &#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדחוף את שקופיות הזכוכית לתוך הכור כך הדגימות נמצאות באזור התגובה. ניתן להציב דגימות לחלופין ישירות על החלק התחתון של הכור, אם כי אזור התגובה עשוי להיות מוזז ללא שקופיות זכוכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים O-טבעת על החלק ב &#39;והחלק לצד ימין של הכור. הצטרף לשני חלקים יחד עם מהדק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף קו ואקום לחיבור התחתון על חלק ולצרף את מד לחיבור העליון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים 50 מ&quot;ג של TCNE לסירה TCNE ו -5 מ&quot;ג של V (CO) 6 לT-הסירה (כמויות אלו מתאימות לתצהיר 75-90 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלק את סירת TCNE לחלק ג &#39;קרוב לסוף, כך שTCNE תשב בחלק החם ביותר של הכור שאמורה להיות כ -75 מעלות צלזיוס. </li><li<html> &gt; משמנים את הקשר של חלק ג &#39;והחלק אותו לצד השמאלי של הכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משמנים את שני הצדדים של T-הסירה ושקופיות לקצה הימני של B. חלק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלק את זרימת הקו על הצד הימני של T-הסירה והצד השמאלי של חלק ג &#39;ומהדק במקום. התאסף ההגדרה צריכה להיות דומה איור 1 א. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעלות את האמבטיה שמן כדי לכסות את כל החלק התחתון של T-הסירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את קו הוואקום להגיע לחץ של 30-35 מ&quot;מ כספית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את קצב הזרימה 56 SCCM לV (CO) 6 ועד 84 SCCM לTCNE. התגובה צריכה להתחיל מייד עם חומר ירקרק עיבוי על הקיר של אזור תגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר תגובה להמשיך לאורך הרצוי של זמן. העובי של הסרט הדק מבוסס על זמן תגובה ומיקום בתוך הכור, כפי שמוצג באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לעצור את התגובה, קו הוואקום קרוב ולכבות את תנור האמבטיה ושמן. </li></ol></li></ol>ove_title &quot;&gt; 3. לנקות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרק את המערכת בכל סדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משרים את כל כלי הזכוכית, למעט סליל החימום בפתרון אמבטיה בסיס לפחות 1-2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את הזכוכית עם מים ויבשים בתנור. </li></ol><img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52891/52891fig1.jpg" /> מערכת () התאסף באופן מלא שיקוע כימי מותאם אישית (CVD) איור 1.. (ב) תצוגה מורחבת של הרכיבים למערכת CVD. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52891/52891fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52891/52891fig2.jpg" /> איור 2. מבט מלמעלה של מצעים בכור מציגים מיקומם (). (ב) משוערעובי סרט כפונקציה של מיקום בתוך צינור הכור, חלק מאיור 1 לתצהיר של 75 דקות. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52891/52891fig2large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<ol>
	<li>Yoo, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin+injection/detection+using+an+organic-based+magnetic+semiconductor.">Spin injection/detection using an organic-based magnetic semiconductor.</a> Nat. Mater. 9, 638-642 (2010).</li><li>Li, 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=Room-temperature+organic-based+spin+polarizer.">Room-temperature organic-based spin polarizer.</a> Appl. Phys. Lett. 99, 153503 (2011).</li><li>Li, B., Kao, C. Y., Yoo, J. W., Prigodin, V. N., Epstein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoresistance+in+an+All-Organic-Based+Spin+Valve.">Magnetoresistance in an All-Organic-Based Spin Valve.</a> Adv. Mater. 23, 3382-3386 (2011).</li><li>Fang, L., 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=Electrical+Spin+Injection+from+an+Organic-Based+Ferrimagnet+in+a+Hybrid+Organic-Inorganic+Heterostructure.">Electrical Spin Injection from an Organic-Based Ferrimagnet in a Hybrid Organic-Inorganic Heterostructure.</a> Phys. Rev. Lett. 106, 156602 (2011).</li><li>Yu, H., 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=Ultra-narrow+ferromagnetic+resonance+in+organic-based+thin+films+grown+via+low+temperature+chemical+vapor+deposition.">Ultra-narrow ferromagnetic resonance in organic-based thin films grown via low temperature chemical vapor deposition.</a> Appl. Phys. Lett. 105, 012407 (2014).</li><li>Manriquez, J. M., Yee, G. T., McLean, R. S., Epstein, A. J., Miller, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Room-Temperature+Molecular+Organic+Based+Magnet.">A Room-Temperature Molecular Organic Based Magnet.</a> Science. 252, 1415-1417 (1991).</li><li>Pokhodnya, K. I., Epstein, A. J., Miller, J. S. <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 V TCNE (x) magnets. Adv. Mater. 12, 410-413 (2000).</li><li>Carlegrim, E., Kanciurzewska, A., Nordblad, P., Fahlman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Air-stable+organic-based+semiconducting+room+temperature+thin+film+magnet+for+spintronics+applications.">Air-stable organic-based semiconducting room temperature thin film magnet for spintronics applications.</a> Appl. Phys. Lett. 92, 163308 (2008).</li><li>Kao, C. Y., Yoo, J. W., Min, Y., Epstein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Layer+Deposition+of+an+Organic-Based+Magnetic+Semiconducting+Laminate.">Molecular Layer Deposition of an Organic-Based Magnetic Semiconducting Laminate.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4, 137-141 (2012).</li><li>Miller, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oliver+Kahn+Lecture:+Composition+and+structure+of+the+V+TCNE+(x)+(TCNE+=+tetracyanoethylene)+room-temperature,+organic-based+magnet+-+A+personal+perspective.">Oliver Kahn Lecture: Composition and structure of the V TCNE (x) (TCNE = tetracyanoethylene) room-temperature, organic-based magnet - A personal perspective.</a> Polyhedron. 28, 1596-1605 (2009).</li><li>Haskel, D., 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+structural+order+in+the+disordered+vanadium+tetracyanoethylene+room-temperature+molecule-based+magnet.">Local structural order in the disordered vanadium tetracyanoethylene room-temperature molecule-based magnet.</a> Phys. Rev. B. 70, 054422 (2004).</li><li>Prigodin, V. N., Raju, N. P., Pokhodnya, K. I., Miller, J. S., Epstein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin-Driven+Resistance+in+Organic-Based+Magnetic+Semiconductor+V[TCNE]x.">Spin-Driven Resistance in Organic-Based Magnetic Semiconductor V[TCNE]x.</a> Adv. Mater. 14, 1230-1233 (2002).</li><li>Yoo, J. W., Edelstein, R. S., Lincoln, D. M., Raju, N. P., Epstein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoinduced+magnetism+and+random+magnetic+anisotropy+in+organic-based+magnetic+semiconductor+V(TCNE)(x)+films,+for+x+similar+to+2.">Photoinduced magnetism and random magnetic anisotropy in organic-based magnetic semiconductor V(TCNE)(x) films, for x similar to 2.</a> Phys. Rev. Lett. 99 (15), 157205 (2007).</li><li>Cimpoesu, F., Frecus, B., Oprea, C. I., Panait, P., G&#238;r&#355;u, 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=Disorder,+exchange+and+magnetic+anisotropy+in+the+room-temperature+molecular+magnet+V[TCNE]x+&#8211;+A+theoretical+study.">Disorder, exchange and magnetic anisotropy in the room-temperature molecular magnet V[TCNE]x &#8211; A theoretical study.</a> Computational Materials Science. 91, 320-328 (2014).</li><li>Raju, N. P., Prigodin, V. N., Pokhodnya, K. I., Miller, J. S., Epstein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+field+linear+magnetoresistance+in+fully+spin-polarized+high-temperature+organic-based+ferrimagnetic+semiconductor+V(TCNE)(x)+films,+x+similar+to+2.">High field linear magnetoresistance in fully spin-polarized high-temperature organic-based ferrimagnetic semiconductor V(TCNE)(x) films, x similar to 2.</a> Synth. Met. 160, 307-310 (2010).</li><li>Raju, N. 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=Anomalous+magnetoresistance+in+high-temperature+organic-based+magnetic+semiconducting+V(TCNE)(x)+films.">Anomalous magnetoresistance in high-temperature organic-based magnetic semiconducting V(TCNE)(x) films.</a> J. Appl. Phys. 93, 6799-6801 (2003).</li><li>Yoo, J. W., 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=Multiple+photonic+responses+in+films+of+organic-based+magnetic+semiconductor+V(TCNE)(x),+x+similar+to+2.">Multiple photonic responses in films of organic-based magnetic semiconductor V(TCNE)(x), x similar to 2.</a> Phys. Rev. Lett. 97, 247205 (2006).</li><li>Yoo, J. W., Edelstein, R. S., Raju, N. P., Lincoln, D. M., Epstein, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+mechanism+of+photoinduced+magnetism+in+organic-based+magnetic+semiconductor+V(TCNE)(x),+x+similar+to+2.">Novel mechanism of photoinduced magnetism in organic-based magnetic semiconductor V(TCNE)(x), x similar to 2.</a> J. Appl. Phys. 103, 07B912 (2008).</li><li>Caro, D., 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=CVD-grown+thin+films+of+molecule-based+magnets.">CVD-grown thin films of molecule-based magnets.</a> Chem. Mat. 12, 587-589 (2000).</li><li>Erickson, P. K., Miller, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin+film+Co+TCNE+(2)+and+VyCo1-y+TCNE+(2)+magnetic+materials.">Thin film Co TCNE (2) and VyCo1-y TCNE (2) magnetic materials.</a> J. Magn. Magn. Mater. 324 (2), 2218-2223 (2012).</li><li>Valade, L., 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=Thin+films+of+molecular+materials+grown+on+silicon+substrates+by+chemical+vapor+deposition+and+electrodeposition.">Thin films of molecular materials grown on silicon substrates by chemical vapor deposition and electrodeposition.</a> J. Low Temp. Phys. 142, 393-396 (2006).</li><li>Casellas, H., de Caro, D., Valade, L., Cassoux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+chromium-based+molecular+magnet+grown+as+a+thin+film+by+CVD.">A new chromium-based molecular magnet grown as a thin film by CVD.</a> Chem. Vapor Depos. 8, 145-147 (2002).</li><li>Barybin, M. V., Pomije, M. K., Ellis, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+reduced+organometallics+-+42.+A+new+method+for+the+syntheses+of+V(CO)(6)+(-)+and+V(PF3)(6)+(-)+involving+anthracenide+mediated+reductions+of+VCl3(THF)(3).">Highly reduced organometallics - 42. A new method for the syntheses of V(CO)(6) (-) and V(PF3)(6) (-) involving anthracenide mediated reductions of VCl3(THF)(3).</a> Inorg. Chim. Acta. 269, 58-62 (1998).</li><li>Froning, I. H. M., Lu, Y., Epstein, A. J., Johnston-Halperin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin-film+Encapsulation+of+the+Air-Sensitive+Organic+Ferrimagnet+Vanadium+Tetracyanoethylene.">Thin-film Encapsulation of the Air-Sensitive Organic Ferrimagnet Vanadium Tetracyanoethylene.</a> Appl. Phys. Lett. 106, 122403 (2015).</li><li>Pokhodnya, K. I., Bonner, M., Miller, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parylene+protection+coatings+for+thin+film+V+TCNE+(x)+room+temperature+magnets.">Parylene protection coatings for thin film V TCNE (x) room temperature magnets.</a> Chem. Mat. 16, 5114-5119 (2004).</li><li>Shima Edelstein, R., Yoo, J. -. W., Raju, N. P., Bergeson, J. D., Pokhodnya, K. I., Miller, J. S., Epstein, A. J., Tessler, N., Arias, A. C., Burgi, L., Emerson, J. 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> Materials Research Society. , (2005).</li><li>Katz, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+semiconductor+performance+and+printing+processes+for+organic+transistor-based+electronics).">Recent advances in semiconductor performance and printing processes for organic transistor-based electronics).</a> Chem. Mat. 16, 4748-4756 (2004).</li><li>Subbarao, S. P., Bahlke, M. E., Kymissis, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+Thin-Film+Encapsulation+of+Air-Sensitive+Organic+Semiconductor+Devices.">Laboratory Thin-Film Encapsulation of Air-Sensitive Organic Semiconductor Devices.</a> IEEE Trans. Electron Devices. 57, 153-156 (2010).</li><li>Lungenschmied, C., 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=Flexible,+long-lived,+large-area,+organic+solar+cells.">Flexible, long-lived, large-area, organic solar cells.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 91, 379-384 (2007).</li><li>Lu, Y., 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=Thin-Film+Deposition+of+an+Organic+Magnet+Based+on+Vanadium+Methyl+Tricyanoethylenecarboxylate.">Thin-Film Deposition of an Organic Magnet Based on Vanadium Methyl Tricyanoethylenecarboxylate.</a> Adv. Mater. 26, 7632-7636 (2014).</li></ol>

יש המחברים אין לחשוף.

הפרמטרים המרכזיים ל[ TCNE] x ~ 2 בתצהיר V כוללים טמפרטורה, זרימת גז מוביל, לחץ, ויחס של מבשרים. בגלל הגדרת שיקוע הכימי אינה זמינה מסחרי פרמטרים אלה צריכים להיות מותאמים לכל מערכת. מחקר קודם על ידי אל שמעה et. גילה כי יש לו את הטמפרטורה ההשפעה הגדולה ביותר ?...

Tetracyanoethylene מבוסס המוליכים למחצה האורגני ferrimagnetic נדיום (x, x ~ 2 V [TCNE]) הזמנת מוצגי טמפרטורת חדר מגנטית ומבטיחה את היתרונות של חומרים אורגניים עבור יישומי magnetoelectronic, כגון גמישות, ייצור בעלות נמוך, וtunability הכימי. מחקרים קודמים הראו פונקציונלי במכשירי spintronic, כוללים שסתומי ספין אורגניים / אורגני 1,2 וכל-אורגניים היברידיים 3, וכמו מקטב ספין בheterostructure מוליכים למחצה אורגני / אורגני פעיל 4. בנוסף, V [TCNE] x ~ 2 הוכיח הבטחה להכללה באלקטרוניקה תדירות גבוהה בשל linewidth התהודה פרומגנטיים הצר מאוד שלה 5. קיימות ארבע שיטות שונות שהוקמו לסינתזת V [TCNE] x ~ 2 6-9. V x ~ 2 היה מסונתז ראשון [TCNE] כpowder בdichloromethane באמצעות תגובה של TCNE וV (C 6 H 6) 6. אבקות אלה הציגו ההזמנה הראשונה טמפרטורת חדר המגנטית נצפתה בחומר מבוסס אורגני. עם זאת, צורת האבקה של חומר זה היא מאוד רגיש אוויר, הגבלת היישום שלה במכשירי סרט דקים. בשנת 2000, שיקוע כימי שיטה (CVD) הוקמה ליצירת x ~ 2 סרטי V [TCNE] דקים 7. לאחרונה תצהיר פיזי אדים (PVD) 8 בתצהיר שכבה מולקולרי (MLD) 9 יש גם נהג לפברק סרטים דקים. שיטת PVD דורשת מערכת גבוהה במיוחד ואקום (UHV) ושני PVD ושיטות MLD דורשות פעמים רבות מאוד לגדול סרטים עבים יותר 100 ננומטר, ואילו בקלות ניתן להפקיד סרטי CVD בעוביים הנעים בין 30 ננומטר לכמה מיקרונים. בנוסף למגוון רחב של עוביים זמינים עם שיטת CVD, מחקרים מקיפים הניבו מותאמים סרטים שמראים באופן עקבי גבוה qהתכונות מגנטיות uality כולל: linewidth תהודה פרומגנטיים צרה (FMR) (1.5 G), טמפרטורה הגבוהה קירי (600 K), וחד מגנטיים מיתוג 5. הזמנה מגנטית בx ~ 2 סרטים דקים [TCNE] V ממשיכה דרך מסלול שגרתי. מדידות magnetometry SQUID להראות הזמנה מגנטית מקומית חזקה, אבל היעדר הפסגות עקיפה X-ray ומיקרוסקופי אלקטרונים הילוכים תווים (TEM) 10 המורפולוגיה לחשוף חוסר סדר מבני ארוך טווח. עם זאת, קליטת רנטגן הוארך עדין מבנה (EXAFS) לומד 11 תכנית שכל יון ונדיום מתואם octahedrally עם שש מולקולות TCNE שונות, מה שמעיד על סדר מבני מקומי חזק עם אורך קשר ונדיום-חנקן של 2.084 (5). מגנטיות נובעת מצימוד חילופי אנטי פרומגנטי בין הספינים מזווגים של TCNE - אניוני הרדיקלי, אשר מופצים בכל רחבי TCNE -מולקולה, והספינים על יוני 2 + V, שהובילו להזמנה ferrimagnetic מקומית עם T C ~ 600 K לסרטים מותאמים 5. בנוסף להצגת הזמנה מגנטית בטמפרטורת חדר, V [TCNE] x ~ 2 סרטיהם מוליכים למחצה עם bandgap 0.5 eV 12. מאפיינים אחרים של פתק כוללים sperimagnetism האפשרי מתחת לטמפרטורת קיפאון של 150 ~ K 13,14, magnetoresistance החריג החיובי 12,15,16, ומגנטיות מושרה תמונה 13,17,18. שיטת CVD לסינתזת x ~ 2 סרטים דקים [TCNE] V תואמת עם מגוון רחב של מצעים בשל טמפרטורה נמוכה (&lt;60 ° C) ותצהיר קונפורמי. מחקרים קודמים הראו בתצהיר מוצלח של V [TCNE] x ~ 2 בשני מצעים הקשיחים וגמישים 7. יתר על כן, טכניקה בתצהיר זה משאיל את עצמו לכוונון באמצעות שינוי של מבשרים וגרהפרמטרים owth. 19-22 בעוד הפרוטוקול המוצג כאן מניב סרטים מותאמים ביותר עד כה, התקדמות משמעותית נעשתה בשיפור חלק מנכסי הסרט מאז גילויה של שיטה זו ורווחים נוספים עשויים להיות אפשריים.

<table><tbody><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Equipment&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Nitrogen Glovebox</td><td>Vacuum Atmospheres</td><td>Omni</td><td>steps done in nitrogen glovebox can also be done in an argon glovebox</td></tr><tr><td>1 L three-neck round bottom flask</td><td>Corning</td><td>4965A-1L</td><td></td></tr><tr><td>500 ml round bottom flask</td><td>Sigma Aldrich</td><td>64678</td><td></td></tr><tr><td>Turbo vacuum pumping station</td><td>Agilent Varian</td><td>G8701A-011-037</td><td></td></tr><tr><td>Glass Stopcock</td><td>Kontes</td><td>185000-2440</td><td></td></tr><tr><td>Glass two way connecting tube</td><td>Corning</td><td>8940-24</td><td>Corning Pyrex(R) 105 degree Angled Tube Adapter with Two-Way 24/40 Standard Taper Joint</td></tr><tr><td>Coldfinger</td><td></td><td></td><td>Custom part made by OSU chemistry glass shop</td></tr><tr><td>Argon Glovebox</td><td>Vacuum Atmospheres</td><td>Nexus I</td><td></td></tr><tr><td>Hot plate stirrer</td><td>Corning</td><td>6795</td><td></td></tr><tr><td>Thermoeletric cooler</td><td>Advanced Thermoelectric</td><td>TCP-50</td><td></td></tr><tr><td>Temperature controller</td><td>Advanced Thermoelectric</td><td>TLZ10</td><td>for TE cooler</td></tr><tr><td>Power supply</td><td>Advanced Thermoelectric</td><td>PS-145W-12V&amp;nbsp;</td><td>for TE cooler and temperature controller</td></tr><tr><td>Temperature controller</td><td>J-Kem&amp;nbsp; Scientific</td><td>Model 150</td><td>For heating coil</td></tr><tr><td>Heating wire</td><td>Pelican Wire Company</td><td>Nichrome 60</td><td></td></tr><tr><td>Custom glassware pieces</td><td></td><td></td><td>Made by OSU Chemistry glass shop</td></tr><tr><td>Vacuum pump</td><td>BOC Edwards</td><td>XDS-5</td><td>Connected to the CVD set-up</td></tr><tr><td>Flow meter</td><td>Gilmont</td><td>GF-2260</td><td></td></tr><tr><td>Micrometer valve</td><td>Gilmont</td><td>7300</td><td>Controls flow of argon over TCNE</td></tr><tr><td>Micrometer valve</td><td>Gilmont</td><td>7100</td><td>Controls flow of argon over&amp;nbsp; V(CO)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt;</td></tr><tr><td>Tubing</td><td>Tygon</td><td>R3603</td><td>1/8 in walls, connected between valves and meter</td></tr><tr><td>3-way Stopcock</td><td>Nalgene</td><td>6470</td><td>used to adjust the flow rates</td></tr><tr><td>Pressure gauge</td><td>Matheson</td><td>63-4105</td><td>connects to the top of &lt;strong&gt;Figure 1&lt;/strong&gt; part A</td></tr><tr><td>SQUID magnetometer</td><td>Quantum Design</td><td>MPMS-XL</td><td></td></tr><tr><td>EPR</td><td>Bruker</td><td>Elexsys</td><td></td></tr><tr><td>PPMS</td><td>Quantum Design</td><td>14T PPMS</td><td></td></tr><tr><td>Sourcemeter</td><td>Keithely&amp;nbsp;</td><td>2400</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Materials&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Sodium metal</td><td>Sigma Aldrich</td><td>262714</td><td></td></tr><tr><td>Anthracene</td><td>Sigma Aldrich</td><td>141062</td><td></td></tr><tr><td>Anhydrous tetrahydrofuran</td><td>Sigma Aldrich</td><td>186562</td><td></td></tr><tr><td>Vanadium(III) chloride tetrahydrofuran complex</td><td>Sigma Aldrich</td><td>395382</td><td></td></tr><tr><td>Carbon monoxide gas</td><td>OSU stores</td><td>98610</td><td></td></tr><tr><td>Tetraethylammonium bromide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>241059</td><td></td></tr><tr><td>Phosphoric acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>79622</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>14262</td><td></td></tr><tr><td>Silcone oil</td><td>Sigma Aldrich</td><td>146153</td><td></td></tr><tr><td>Copper pellets</td><td></td><td></td><td>Cut from spare copper wire</td></tr><tr><td>Tetracyanoethylene</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T8809</td><td></td></tr><tr><td>Glass slides</td><td>Gold Seal</td><td>3010</td><td></td></tr><tr><td>Activated Charcoal</td><td>Sigma Aldrich</td><td>242276</td><td></td></tr></tbody></table>

chemical vapor deposition of an organic magnet, vanadium tetracyanoethylene

ההתקדמות האחרונה בתחום של חומרים אורגניים הניבה מכשירים כגון דיודות פולטות אור אורגני (OLEDs) שיש יתרונות לא מצאו בחומרים מסורתיים, כוללים עלות נמוכה וגמישות מכאנית. ברוח דומה, זה יהיה יתרון להרחיב את השימוש בחומרים אורגניים לאלקטרוניקת תדירות גבוהה ואלקטרוניקה מבוססת ספין. עבודה זו מציגה תהליך סינטטי לצמיחה של סרטים דקים של ferrimagnet האורגני טמפרטורת חדר, tetracyanoethylene נדיום (V [TCNE] x, x ~ 2) על ידי תצהיר נמוך אדים כימיים בטמפרטורה (CVD). הסרט הדק הוא גדל ב&lt; 60 ° C, ויכול להכיל מגוון רחב של מצעים, לרבות, אך לא רק, סיליקון, זכוכית, טפלון ומצעים גמישים. בתצהיר קונפורמי הוא תורם מראש בדוגמת ומבנים תלת-ממדיים, כמו גם. בנוסף טכניקה זו יכולה להניב סרטים עם עובי הנע בין 30 ננומטר לכמה מיקרונים. ההתקדמות האחרונהבאופטימיזציה של צמיחת סרט יוצר סרט שאיכויות, כגון טמפרטורה גבוהה קירי (600 K), הומוגניות מגנטית משופרת, וקו-רוחב תהודה פרומגנטיים צר (1.5 G) הבטחת מופע עבור מגוון רחב של יישומים בספינטרוניקה ואלקטרוניקה מיקרוגל.

השיטה הראשונה והקלה ביותר לקביעה אם בתצהיר הוא מוצלח היא לעשות בדיקה ויזואלית של הסרטים. הסרט אמור להופיע סגול כהה בגימור ראי שהוא אחיד על פני מצעים. אם יש כתמים על פני השטח של המצע שבו אין V [TCNE] x ~ 2 או שזה קל יותר בצבע, אז זה סביר בשל נוכחותם של ממסים או זיהומ?...

Watch this Scientific Journal Video about Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene at JoVE.com

Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

אנו מציגים את הסינתזה של tetracyanoethylene נדיום ferrimagnet מבוסס האורגני (V [TCNE] x, x ~ 2) באמצעות תצהיר נמוך אדים כימיים בטמפרטורה (CVD). מתכון מותאם זה מניב עלייה בטמפרטורת קירי מ 400 K ליותר מ 600 K ושיפור דרמטי בנכסי תהודה מגנטיים.

כימית החמקן הפקדת של מגנט אורגני, ונדיום Tetracyanoethylene

Recent progress in the field of organic materials has yielded devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) which have advantages not found in ...

chemical-vapor-deposition-an-organic-magnet-vanadium

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

11.4K Views.  The Ohio State University.  אנו מציגים את הסינתזה של tetracyanoethylene נדיום ferrimagnet מבוסס האורגני (V [TCNE] x, x ~ 2) באמצעות תצהיר נמוך אדים כימיים בטמפרטורה (CVD). מתכון מותאם זה מניב עלייה בטמפרטורת קירי מ 400 K ליותר מ 600 K ושיפור דרמטי בנכסי תהודה מגנטיים. 

Video: Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for synthesizing nanoscopic VB2 is presented as well as step-by-step procedure for applying a zirconium oxide coating to the VB2 particles for stabilization upon discharge. The process for disassembling existing zinc/air cells is shown, in addition construction of the new working electrode to replace the conventional zinc/air cell anode with a the nanoscopic VB2 anode. Finally, discharge of the completed VB2/air battery is reported. We show that using the zinc/air cell as a test bed is useful to provide a consistent configuration to study the performance of the high-energy high capacity nanoscopic VB2 anode.

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A protocol is presented to study multi-electron metal/air battery systems by using previous technology developed for the zinc/air cell. Electrochemical testing is then performed on fabricated batteries to evaluate performance.

המצאה של VB<sub&gt; 2</sub&gt; / תאי אוויר לבדיקת אלקטרוכימי

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Engineering

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very promising application for molecular sensors, field effect transistor and super thin and flexible electronic devices1-4. Anodic arc discharge supported by the erosion of the anode material is one of the most practical and efficient methods, which can provide specific non-equilibrium processes and a high influx of carbon material to the developing structures at relatively higher temperature, and consequently the as-synthesized products have few structural defects and better crystallinity.
 To further improve the controllability and flexibility of the synthesis of carbon nanostructures in arc discharge, magnetic fields can be applied during the synthesis process according to the strong magnetic responses of arc plasmas. It was demonstrated that the magnetically-enhanced arc discharge can increase the average length of SWCNT 5, narrow the diameter distribution of metallic catalyst particles and carbon nanotubes 6, and change the ratio of metallic and semiconducting carbon nanotubes 7, as well as lead to graphene synthesis 8. 
 Furthermore, it is worthwhile to remark that when we introduce a non-uniform magnetic field with the component normal to the current in arc, the Lorentz force along the J&times;B direction can generate the plasmas jet and make effective delivery of carbon ion particles and heat flux to samples. As a result, large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes were simultaneously generated by such new magnetically-enhanced anodic arc method. Arc imaging, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and Raman spectroscopy were employed to analyze the characterization of carbon nanostructures. These findings indicate a wide spectrum of opportunities to manipulate with the properties of nanostructures produced in plasmas by means of controlling the arc conditions.

Anodic arc discharge is one of the most practical and efficient methods to synthesize various carbon nanostructures. To increase the arc controllability and flexibility, a non-uniform magnetic field was introduced to process the one-step synthesis of large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes.

סינתזה סימולטני של יחיד חומה פחמן ו גרפן פלזמה ארק מגנטית מוגברת

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Bioengineering

Reverse Microemulsion-mediated Synthesis of Monometallic and Bimetallic Early Transition Metal Carbide and Nitride Nanoparticles

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The silica-encapsulated metal oxide nanoparticles are then carburized in a methane/hydrogen atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal carbide nanoparticles. During the carburization process, the silica shells prevent the sintering of adjacent carbide nanoparticles while also preventing the deposition of excess surface carbon. Alternatively, the silica-encapsulated metal oxide nanoparticles can be nitridized in an ammonia atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal nitride nanoparticles. By adjusting the reverse microemulsion parameters, the thickness of the silica shells, and the carburization/nitridation conditions, the transition metal carbide or nitride nanoparticles can be tuned to various sizes, compositions, and crystal phases. After carburization or nitridation, the silica shells are then removed using either a room-temperature aqueous ammonium bifluoride solution or a 0.1 to 0.5 M NaOH solution at 40-60 &#176;C. While the silica shells are dissolving, a high surface area support, such as carbon black, can be added to these solutions to obtain supported early transition metal carbide or nitride nanoparticles. If no high surface area support is added, then the nanoparticles can be stored as a nanodispersion or centrifuged to obtain a nanopowder.

A &#8220;removable ceramic coating method&#8221; is presented in visual format for the synthesis of non-sintered and metal-terminated monometallic and bimetallic early transition metal carbide and nitride nanoparticles with tunable sizes and crystal structures.

סינתזה בתיווך Microemulsion הפוכה של monometallic ובי-המתכתי המוקדם מעבר מתכת קרביד ניטריד חלקיקים

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. Conventionally reserved for the fabrication of metal thin films, thermal evaporation deposits bismuth into an array of vertical single crystalline nanowires over a flat thin film of vanadium held at RT, which is freshly deposited by magnetron sputtering or thermal evaporation. By controlling the temperature of the growth substrate the length and width of the nanowires can be tuned over a wide range. Responsible for this novel technique is a previously unknown nanowire growth mechanism that roots in the mild porosity of the vanadium thin film. Infiltrated into the vanadium pores, the bismuth domains (~ 1 nm) carry excessive surface energy that suppresses their melting point and continuously expels them out of the vanadium matrix to form nanowires. This discovery demonstrates the feasibility of scalable vapor phase synthesis of high purity nanomaterials without using any catalysts.

A protocol for seedless and high yield growth of bismuth nanowire arrays through vacuum thermal evaporation technique is presented.

צמיחה ללא גרעינים של מערך ביסמוט Nanowire באמצעות אידוי תרמי אבק

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, their high cost production and/or incompatibility with microfabrication technologies, due to the use of pre-deposited catalyst-seeds and/or high processing temperatures exceeding 900 &#176;C, represent a drawback for a widespread use of these methods. Here, however, we report the synthesis of ZnO rods via a non-catalyzed vapor-solid mechanism enabled by using an aerosol-assisted chemical vapor deposition (CVD) method at 400 &#176;C with zinc chloride (ZnCl2) as the precursor and ethanol as the carrier solvent. This method provides both single-step formation of ZnO rods and the possibility of their direct integration with various substrate types, including silicon, silicon-based micromachined platforms, quartz, or high heat resistant polymers. This potentially facilitates the use of this method at a large-scale, due to its compatibility with state-of-the-art microfabrication processes for device manufacture. This report also describes the properties of these structures (e.g., morphology, crystalline phase, optical band gap, chemical composition, electrical resistance) and validates its gas sensing functionality towards carbon monoxide.

Columnar zinc oxide structures in the form of rods are synthesized via aerosol-assisted chemical vapor deposition without the use of pre-deposited catalyst-seed particles. This method is scalable and compatible with various substrates based on either silicon, quartz or polymers.

תרסיס בסיוע בתצהיר אדים כימיים של תחמוצת מתכת מבנים: תחמוצת אבץ מוטות

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. Conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT), and a semiconducting polymer, poly(thieno[3,2-b]thiophene) (PTT), were deposited on unconventional highly-disordered and textured substrates with high surface areas, such as paper, towels and fabrics. This reported deposition chamber is an improvement of previous vapor reactors because our system can accommodate both volatile and nonvolatile monomers, such as 3,4-propylenedioxythiophene and thieno[3,2-b]thiophene. Utilization of both solid and liquid oxidants are also demonstrated. One limitation of this method is that it lacks sophisticated in situ thickness monitors. Polymer coatings made by the commonly used solution-based coating methods, such as spin-coating and surface grafting, are often not uniform or susceptible to mechanical degradation. This reported vapor phase deposition method overcomes those drawbacks and is a strong alternative to common solution-based coating methods. Notably, polymer films coated by the reported method are uniform and conformal on rough surfaces, even at a micrometer scale. This feature allows for future application of vapor deposited polymers in electronics devices on flexible and highly textured substrates.

This paper presents a protocol for reactive vapor deposition of poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), and poly(thieno[3,2-b]thiophene) films on glass slides and rough substrates, such as textiles and paper.

בתצהיר אדים תגובתי של סרט פולימרי מצומדת על מצעים שרירותי

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We present methods for depositing and passively manipulating C60 molecules on rippled graphene that advance the pursuit of realizing applications involving 1D C60/graphene hybrid structures. The techniques applied in this exposition are geared towards high vacuum systems with preparation areas capable of supporting molecular deposition as well as thermal annealing of the samples. We focus on C60 deposition at low pressure using a homemade Knudsen cell connected to a scanning tunneling microscopy (STM) system. The number of molecules deposited is regulated by controlling the temperature of the Knudsen cell and the deposition time. One-dimensional (1D) C60 chain structures with widths of two to three molecules can be prepared via tuning of the experimental conditions. The surface mobility of the C60 molecules increases with annealing temperature allowing them to move within the periodic potential of the rippled graphene. Using this mechanism, it is possible to control the transition of 1D C60 chain structures to a hexagonal close packed quasi-1D stripe structure.

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Here we present a protocol for the fabrication of C60/graphene hybrid nanostructures by physical thermal evaporation. Particularly, the proper manipulation of deposition and annealing conditions allow the control over the creation of 1D and quasi 1D C60 structures on rippled graphene.

הכנה ואפיון של C60/Graphene היברידית Nanostructures

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

Atomic Layer Deposition of Vanadium Dioxide and a Temperature-dependent Optical Model

Vanadium dioxide is a material that has a reversible metal-insulator phase change near 68 &#176;C. To grow VO2 on a wide variety of substrates, with wafer-scale uniformity and angstrom level control of thickness, the method of atomic-layer deposition was chosen. This ALD process enables high-quality, low-temperature (&#8804;150 &#176;C) growth of ultrathin films (100-1000 &#197;) of VO2. For this demonstration, the VO2 films were grown on sapphire substrates. This low temperature growth technique produces mostly amorphous VO2 films. A subsequent anneal in an ultra-high vacuum chamber with a pressure of 7x10-4 Pa of ultra-high purity (99.999%) oxygen produced oriented, polycrystalline VO2 films. The crystallinity, phase, and strain of the VO2 were determined by Raman spectroscopy and X-ray diffraction, while the stoichiometry and impurity levels were determined by X-ray photoelectron spectroscopy, and finally the morphology was determined by atomic force microscopy. These data demonstrate the high-quality of the films grown by this technique. A model was created to fit to the data for VO2 in its metallic and insulating phases in the near infrared spectral region. The permittivity and refractive index of the ALD VO2 agreed well with the other fabrication methods in its insulating phase, but showed a difference in its metallic state. Finally, the analysis of the films&#39; optical properties enabled the creation of a wavelength- and temperature-dependent model of the complex optical refractive index for developing VO2 as a tunable refractive index material.

Thin films (100-1000 &#197;) of vanadium dioxide (VO2) were created by atomic-layer deposition (ALD) on sapphire substrates. Following this, the optical properties were characterized through the metal-insulator transition of VO2. From the measured optical properties, a model was created to describe the tunable refractive index of VO2.

שכבות אטומיות בודדות בתצהיר של ונדיום דו חמצני ודגם אופטי תלוית טמפרטורה

Vanadium dioxide is a material that has a reversible metal-insulator phase change near 68 &#176;C. To grow VO2 on a wide variety of substrates, with ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

ייצור של Nanostructures מגנטית על ממברנות הסיליקון ניטריד ללימודי מערבולת מגנטי באמצעות טכניקות במיקרוסקופ שידור

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...

תצהיר של סרטים דקים Bi2Te3 ו- Sb2Te3 על מצעי זכוכית באמצעות RF Sputtering

Fabrication of Bi2Te3 and Sb2Te3 Thermoelectric Thin Films using Radio Frequency Magnetron Sputtering Technique

Through various studies on thermoelectric (TE) materials, thin film configuration gives superior advantages over conventional bulk TEs, including adaptability to curved and flexible substrates. Several different thin film deposition methods have been explored, yet magnetron sputtering is still favorable due to its high deposition efficiency and scalability. Therefore, this study aims to fabricate a bismuth telluride (Bi2Te3) and antimony telluride (Sb2Te3) thin film via the radio frequency (RF) magnetron sputtering method. The thin films were deposited on soda lime glass substrates at ambient temperature. The substrates were first washed using water and soap, ultrasonically cleaned with methanol, acetone, ethanol, and deionized water for 10 min, dried with nitrogen gas and hot plate, and finally treated under UV ozone for 10 min to remove residues before the coating process. A sputter target of Bi2Te3 and Sb2Te3 with Argon gas was used, and pre-sputtering was done to clean the target&#39;s surface. Then, a few clean substrates were loaded into the sputtering chamber, and the chamber was vacuumed until the pressure reached 2 x 10-5 Torr. The thin films were deposited for 60 min with Argon flow of 4 sccm and RF power at 75 W and 30 W for Bi2Te3 and Sb2Te3, respectively. This method resulted in highly uniform n-type Bi2Te3 and p-type Sb2Te3 thin films.

מחבר זרקור: התקדמות ביריעות דקות תרמואלקטריות בעלות ביצועים גבוהים באמצעות מגרגר מגנטרון בתדר רדיו

The manuscript describes a protocol for radio frequency magnetron sputtering of Bi2Te3 and Sb2Te3 thermoelectric thin films on glass substrates, which represents a reliable deposition method that provides a wide range of applications with the potential for further development.

כימית החמקן הפקדת של מגנט אורגני, ונדיום Tetracyanoethylene

Summary

Explore More Videos

המצאה של VB

סינתזה סימולטני של יחיד חומה פחמן ו גרפן פלזמה ארק מגנטית מוגברת

סינתזה בתיווך Microemulsion הפוכה של monometallic ובי-המתכתי המוקדם מעבר מתכת קרביד ניטריד חלקיקים

צמיחה ללא גרעינים של מערך ביסמוט Nanowire באמצעות אידוי תרמי אבק

תרסיס בסיוע בתצהיר אדים כימיים של תחמוצת מתכת מבנים: תחמוצת אבץ מוטות

בתצהיר אדים תגובתי של סרט פולימרי מצומדת על מצעים שרירותי

הכנה ואפיון של C₆₀/Graphene היברידית Nanostructures

שכבות אטומיות בודדות בתצהיר של ונדיום דו חמצני ודגם אופטי תלוית טמפרטורה

ייצור של Nanostructures מגנטית על ממברנות הסיליקון ניטריד ללימודי מערבולת מגנטי באמצעות טכניקות במיקרוסקופ שידור

ייצור יריעות דקות תרמואלקטריות Bi₂Te₃ ו- Sb₂Te₃ באמצעות טכניקת התזה של מגנטרון בתדר רדיו

כימית החמקן הפקדת של מגנט אורגני, ונדיום Tetracyanoethylene

Summary

Explore More Videos

המצאה של VB

סינתזה סימולטני של יחיד חומה פחמן ו גרפן פלזמה ארק מגנטית מוגברת

סינתזה בתיווך Microemulsion הפוכה של monometallic ובי-המתכתי המוקדם מעבר מתכת קרביד ניטריד חלקיקים

צמיחה ללא גרעינים של מערך ביסמוט Nanowire באמצעות אידוי תרמי אבק

תרסיס בסיוע בתצהיר אדים כימיים של תחמוצת מתכת מבנים: תחמוצת אבץ מוטות

בתצהיר אדים תגובתי של סרט פולימרי מצומדת על מצעים שרירותי

הכנה ואפיון של C60/Graphene היברידית Nanostructures

שכבות אטומיות בודדות בתצהיר של ונדיום דו חמצני ודגם אופטי תלוית טמפרטורה

ייצור של Nanostructures מגנטית על ממברנות הסיליקון ניטריד ללימודי מערבולת מגנטי באמצעות טכניקות במיקרוסקופ שידור

ייצור יריעות דקות תרמואלקטריות Bi2Te3 ו- Sb2Te3 באמצעות טכניקת התזה של מגנטרון בתדר רדיו

הכנה ואפיון של C₆₀/Graphene היברידית Nanostructures

ייצור יריעות דקות תרמואלקטריות Bi₂Te₃ ו- Sb₂Te₃ באמצעות טכניקת התזה של מגנטרון בתדר רדיו