ويؤيد هذا العمل ماليا من قبل المنظمة الهولندية للبحوث العلمية (NWO) من خلال منحة VIDI وتقسيم العلوم الكيميائية من المنظمة الهولندية للبحوث العلمية (NWO-CW) في إطار برامج TOP وECHO.

1. السلس بالذرة، السطوح إنهاء منفردة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التنظيف SrTiO 3 و DyScO 3 ركائز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج ركائز في كوب مملوء الأسيتون (نقاء 99.5٪) ووضعه في حمام بالموجات فوق الصوتية (UB) لمدة 10 دقيقة. كرر هذه الخطوة مع الإيثانول (نقاء 99.8٪)، من دون تجفيف الركيزة بين بين. استخدام بندقية النيتروجين لتجفيف العينات التي تهب قطرات الايثانول من على سطح الأرض. وبهذه الطريقة، سوف الجسيمات التي تكون موجودة في الإيثانول لا تبقى على السطح بعد التجفيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحقق السطح مع المجهر الضوئي. إزالة أي جزيئات المتبقية عن طريق فرك الركيزة بلطف على الأنسجة العدسة، والذي ينقع في الإيثانول. دائما استخدام بندقية النيتروجين لتجف العينة. كرر الخطوة 1.1.1 و1.1.2 حتى السطح خالية من الجسيمات. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DyScO 3 العلاج - الصلب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل ركائز تنظيفها في قارب الكوارتز ويصلب لهم في فرن أنبوب نظيفة في 1،000 &amp; #176؛ C في تدفق الأكسجين (150 مل / ساعة) لمدة 4 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحقق السطح مع المجهر الضوئي. إذا الأوساخ مرئيا، استخدم الإجراء هو موضح في الخطوة 1.1.2 لتنظيف السطح. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DyScO 3 العلاج - التخشين السطح فتقول <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج ركائز نظيفة في كوب 100 مل تحتوي على 40 مل منزوع الأيونات (DI) المياه و ضعها في UB لمدة 30 دقيقة. استخدام حامل تفلون لحمل ركائز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء ثلاثة HF مقاومة 100 مل الأكواب مع 40 مل من الماء DI. ملء كوب واحد 100 مل مع 40 مل من الايثانول. ملء كوب واحد HF ​​مقاومة مع 40 مل 12.5٪ مخزنة فلوريد الهيدروجين (فتقول، NH 4 F: HF = 87.5: 12.5، ودرجة الحموضة = 5.5). ملاحظة: فتقول هو حمض خطير للغاية. وينبغي اتخاذ الاحتياطات المناسبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل صاحب تفلون تحمل ركائز من الدورق بالماء DI إلى دورق يحتوي فتقول. ضع الكأس في UB لمدة 30 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل صاحب تفلون إلى دورق مقاومة containi HFنانوغرام DI المياه وتزج لمدة 20 ثانية، وتتحرك بلطف حامل صعودا وهبوطا. كرر هذا في اثنين من الأكواب أخرى مملوءة بالماء. مغادرة حامل مع العينات في دورق يحتوي على الايثانول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التخلص من جميع فتقول تحتوي على سائل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف ركائز باستخدام بندقية النيتروجين. تحقق السطح مع المجهر الضوئي. إذا الأوساخ مرئيا، كرر الخطوة 1.1.2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> DyScO 3 العلاج - النقش انتقائية من قبل هيدروكسيد الصوديوم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء كوب 100 مل مع 40 مل 12 M هيدروكسيد الصوديوم (عبد القدير). تزج العينات باستخدام حامل تفلون ووضع الكأس في UB لمدة 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل العينات إلى كوب 100 مل تحتوي على 40 مل 1 M هيدروكسيد الصوديوم (عبد القدير). وضعها في UB لمدة 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء ثلاثة أكواب بالماء DI وكوب واحد مع الايثانول. شطف عينات عن طريق غمر لاحق في الأكواب الثلاثة بالماء وأخيرا في الدورق مع الايثانول. تجفيف العينات باستخدام بندقية النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحقق السطح مع microsco البصريالبولي ايثيلين ونظيفة إذا لزم الأمر، وذلك باستخدام الإجراء الموضح في الخطوة 1.1.2. يتم إنهاء العينات DyScO 3 فرادى الآن. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SrTiO 3 العلاج <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفر ركائز تنظيفها باستخدام فتقول كما هو موضح في الخطوة 1.3. نلاحظ أنه، في حين يتم استخدام هذه الخطوة لDyScO 3 فقط كخطوة سطح التخشين، والنقش الانتقائي للSRO يحدث في هذه الخطوة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يصلب العينات في 950 ° C في تدفق الأكسجين (150 مل / ساعة) لمدة 90 دقيقة. يتم إنهاء العينات SrTiO 3 فرادى الآن. تحقق السطح مع المجهر الضوئي وتنظيف إذا لزم الأمر، وذلك باستخدام الإجراء الموضح في الخطوة 1.1.2. </li></ol></li></ol> 2. قوالب المعرفة بالذرة على ركائز التعسفي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد كا 2 ملحوظة 3 O 10 - nanosheets <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل تشتت HCA 2 ملحوظة 3 O 10 مسحوق في الماء DI مع تركيز 0.40 جرام / 100 مل وإضافةمقدار متساوي المولية من هيدروكسيد الأمونيوم رباعي بوتيل (TBAOH). يرجى الرجوع إلى إبينا، كاناغاوا وآخرون. 23 لتركيب الحالة الصلبة من KCA 2 ملحوظة 3 O 10 مسحوق وإضافة بروتون لHCA 2 ملحوظة 3 O 10. ملاحظة: TBAOH هو تآكل. ارتداء القفازات في كل الأوقات والتعامل مع الرعاية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> هز بلطف زجاجة باليد ووضعه أفقيا على شاكر هزاز في 30 هرتز لمدة 14 يوما. إعادة تفريق هطول خمس إلى ست مرات خلال هذه الأيام 14 قبل ببطء المتداول الزجاجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمييع التشتت إلى 0.40 جم / L ويهز بلطف مرة أخرى. السماح لها الوقوف لمدة لا تقل عن 24 ساعة قبل الاستخدام من أجل السماح لمجاميع كبيرة تترسب في الجزء السفلي من التشتت. ملاحظة: حجم دفعة قد تؤثر على العملية. هنا، أدلى دفعات أولية من 100 مل ودفعات مخفف من 500 مل، سواء في زجاجات البولي بروبلين. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترسب الكالسيوم 2 ملحوظة 3 O 10 nanosheets ملاحظة: إصدارات مختلفة من المعدات والبرمجيات العائد مختلف البيئات التشغيلية. يرجى الرجوع إلى دليل من الإعداد لجميع الخيارات. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف لوحة Wilhelmy قبل الشطف بالماء DI وتنظيف مع البلازما الأكسجين في الطاقة عالية لمدة 3 دقائق على الأقل لكل جانب. تخزين لوحة Wilhelmy في الماء DI بعد ذلك على الفور. ملاحظة: إذا تتم ترسبات متعددة على التوالي، لا يحتاج لوحة Wilhelmy أن تعامل مع الأكسجين البلازما في كل مرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف حوض انجميور-بلودجيت والحاجزين قبل الشطف بالماء DI، وتنظيف مع الإيثانول، الشطف بالماء مرة أخرى DI وتجفيف مع غاز النيتروجين. تأكد من وضع الإعداد على جدول مضادة للاهتزاز للحماية ضد الاهتزازات، وفي المربع الذي يمكن أن تكون مغلقة خلال ترسب للحماية من تدفق الهواء والغبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ 50 مل من الجزء العلوي من التشتت nanosheet الطازجة مع حقنة ووضعها ببطء في الحوض الصغير. تأكد من حواف الحوض الصغير والحواجز خالية من قطرات. ملاحظة: المبلغ المطلوب للترسب واحد يعتمد على حجم الحوض الصغير. يجب أن يكون سطح الماء أعلى قليلا من حواف الحوض الصغير، للتأكد من أن الحواجز يمكن ضغط السطح بشكل صحيح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترك بقية تشتت لمدة 15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختيار الركيزة التعسفية متوافقة مع المحاليل المائية وتنظيفه بشكل صحيح. إرفاق الركيزة لحامل الإعداد LB وإعطائها الضربة القاضية مع غاز النيتروجين. ملاحظة: نضع في اعتبارنا أن الأفلام مسطحة بالذرة يجب أن تكون نمت على ركائز مسطحة بالذرة. تم الحصول على البيانات المثال في هذا التقرير مع ركائز السيليكون، والتي تم تنظيفها مع الايثانول، طائرة من فوق الحرجة CO 2 لمدة 30 ثانية والأكسجين البلازما في الطاقة عالية لمدة 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق حامل الركيزة إلى الإعداد. تأخذ لوحة Wilhelmy، وتراجع في الحوض الصغير ونعلق بعناية لفصل الربيع. إزالة قطرات من الأسلاك من لوحة مع قطعة من الورق. &lt;/ لى&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> خفض الركيزة حتى يلمس سطح تشتت nanosheet، تعيين ارتفاع في البرنامج من الصفر، وخفض الركيزة أبعد حتى العمق المطلوب. تأكد من أن حامل الركيزة لا تلمس تشتت nanosheet. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط ضغط السطح في البرنامج من الصفر، وترك بقية تشتت لمدة 15 دقيقة. بعد 15 دقيقة من الضغط السطحي عادة ما يصل إلى 1-2 مليون / م. قد يشير انحرافات كبيرة نوعية رديئة من ترسب التالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط ضغط السطح في البرنامج إلى الصفر مرة أخرى والبدء في المرحلة الأولى من ترسب عن طريق تحريك الحواجز بمعدل 3.0 مم / دقيقة لضغط ببطء السطح. تأكد من أن قيمة الضغط المستهدفة في البرنامج هي أعلى بكثير من قيمة الحد الأقصى المتوقع في الخطوة 2.2.10 (أي 20 مليون / م). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مراقبة تطور الضغط السطحية ومساحة السطح. انتظر حتى زيادة الضغط يبطئ بشكل كبير وapproache الضغطليالي الأقصى. تأكد من الحواجز أبدا الوصول إلى لوحة Wilhelmy. الحد الأقصى لضغط عادة يصل 15،0-18،0 مليون / م، ولكن هذه ليست مطلقة ولا قيمة ثابتة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أدخل القيمة التي تم التوصل إليها ضغط الهدف، تعيين ارتفاع قحافة إلى القيمة الفعلية وبدء المرحلة الثانية من ترسب بسحب الركيزة من التشتت بمعدل 1.0 مم / دقيقة. مراقبة ضغط السطح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة لوحة Wilhelmy عند الانتهاء من الترسيب، وشطفه بالماء DI وتخزينه في الماء DI مرة أخرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الركيزة بعد أن يجف تماما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لترسب متعدد الطبقات، تتحلل البقايا العضوية من الطبقة السابقة. ويمكن أن يتم هذا على سبيل المثال عن طريق التسخين إلى 600 درجة مئوية في فرن الميكروويف لمدة 30 دقيقة أو عن طريق أشعة فوق البنفسجية لمدة 30 دقيقة. كرر بروتوكول من الخطوة 2.2.2، ولكن لا تنظيف الركيزة الأخرى من بضربة من غاز النيتروجين. </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.

الجانب الأكثر أهمية من كل العلاجات أكسيد الركيزة perovskite هو نظافة للعمل. التلوث سطح منع الحفر من مجالات الركيزة، في حين أن ردود الفعل غير المرغوب فيها أثناء الصلب يمكن أن تتلف بسهولة السطح. ترتيب الخطوات المختلفة مهم كذلك. في علاج DyScO 3، يجب أن يتم تنفيذ الخطوة الصلب قبل الخطوة الحفر، منذ ما بعد الصلب، يؤدي إلى غير المرغوب فيها دى نشر من الجزء الأكبر من سطح الركيزة. بعد الحفر في 12 M هيدروكسيد الصوديوم الحل، ينبغي دائما أن تستخدم 1 M حل لمنع ترسيب هيدروكسيد المجمعات الديسبروسيوم على سطح الركيزة. تمرغ في الماء ضروري لSrTiO 3 العلاج من أجل hydroxylize وSRO. وبهذه الطريقة، يمكن استخدام مرات النقش القصيرة التي تمنع ضررا من السطح بسبب الحفر غير المنضبط. الغطس في الماء هو خطوة اختيارية في حالة DyScO <sub&gt; 3 العلاج. يتم نسخ هذه الخطوة ببساطة من SrTiO 3 إجراء معاملة موحدة وليس من المتوقع أن يكون له أي أهمية في العلاج. ضرورية لتحسين التبلور من سطح الخطوات الصلب. الأوقات الصلب أشارت لDyScO 3 و SrTiO 3 العلاجات أمثال هذا المبلغ، والرصاص في المتوسط ​​إلى الحواف خطوة واضحة المعالم. ومع ذلك، في بعض الأحيان الوقت الصلب يحتاج إلى زيادة لركائز مع زاوية miscut منخفضة، أي مع شرفات واسعة. ثم مطلوب زيادة طول الانتشار لذرات السطح للعثور على المواقع المثلى. في حالة SrTiO 3، قد يتسبب وقت الصلب وقتا طويلا نشر غير المرغوب فيها من الذرات ريال من الجزء الأكبر إلى السطح. ويمكن ملاحظة هذا المنع الثاني في مورفولوجيا السطح من خلال ظهور حواف خطوة على التوالي، والثقوب مربع، كما هو موضح في القسم على نتائج ممثلة. في هذه الحالة، والمعالجة السطحية جوتتكرر، ولكن يجب أن يتم تنفيذ الخطوة الصلب النهائية في 920 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة 26. الطرق الموضحة في هذا البروتوكول هي الأساليب الأكثر نجاحا ل(001) SrTiO 3 و scandates الأرضية النادرة، ولكن تنطبق على هذه ركائز فقط. ومع ذلك، ينبغي تعديل طرق ركائز أخرى للكيمياء السطحية بالضبط. هذا مطلوب أيضا عندما تستخدم ركائز مع توجهات أخرى، أو عندما يكون هناك موقع بدلا من إنهاء B-الموقع المطلوب. لمحة عامة عن العلاجات الحالية يمكن العثور عليها في سانشيز وآخرون. (6) وSchlom وآخرون. 2 وفيما يتعلق طبقات البذور من nanosheets وقطع حساسة من العملية هي الحصول على التفرق nanosheet جودة عالية، ومنع التلوث خلال الترسيب. التبطين من مركب الأم الطبقات في nanosheets unilamellar بإضافة الأيونات العضوية ضخمة يحدث بسهولة، ولكن nanosheets تميل إلى تجميعفي التشتت وهذه المجاميع سوف تعيق ترسب الطبقات الوحيدة متجانسة. ولذلك، من المهم جدا لترك تشتت المخفف الطازج في بقية لمدة 24 ساعة على الأقل قبل الاستخدام وعدم استخدام الجزء السفلي من التشتت. وهذا يترك الوقت لمجاميع كبيرة ليستقر وسوف الجزء العلوي من التشتت أصبح نقي نسبيا. منذ التجميع المستمر سوف تتحلل بشكل مستمر تشتت، استخدم خلال أسبوع واحد بعد يوصى التخفيف. يرجى ملاحظة أن التدرج التي تحدث في تركيز nanosheet في جميع أنحاء حجم التشتت يسبب بعض الاختلافات في قيم الضغط السطحي خلال LB الترسيب، اعتمادا على تركيز nanosheet المحلي في حجم مأخوذة من التشتت الأسهم. وعلاوة على ذلك، يستند LB ترسب على الجزيئات النشطة على السطح، وبالتالي هي حساسة جدا للالتلوث والحركة. التنظيف الدقيق للإعداد وWilhelmy لوحة (ويفضل مع أدوات التنظيف مخصصة لهذا الإعداد فقط) وAG الحمايةainst يتدفق الهواء والاهتزازات مهمة جدا. مفهوم خلق طبقة البذور من nanosheets على ركائز التعسفية التي كتبها LB ترسب هو أداة قيمة في مجال نمو طبقة رقيقة. سطح بالذرة مثالي من nanosheets ينتج الأفلام عالية الجودة الفوقي لل، من حيث المبدأ، أي مادة الفيلم مع مطابقة المعلمات شعرية. يمكن إيداع Nanosheets على تقريبا أي مادة الركيزة وبالتالي مواد أخرى يمكن أن تحل محل ركائز بلوري واحد مكلفة نسبيا ومحدودة الحجم. تمكن طريقة LB nanosheet ترسب في الطبقات الوحيدة مع التحكم العالية التي عادة لا يمكن أن يتحقق من خلال تقنيات تقليدية أخرى مثل ترسب الكهربي أو التلبد. 11 ومع ذلك، فإن عنق الزجاجة هو في درجة الكمال من طبقة البذور. مطلوبة الصفات فيلم عالية على مساحات واسعة لتطبيق موثوق بها في الأجهزة الفنية وحتى الآن، لم يتحقق هذا. لإيداع nanosheets معتغطية مثالية ويفضل أن يكون أيضا للسيطرة على التوجه في طائرتهم هي التحديات الرئيسية في هذا المجال. ومع ذلك، فإن الحالة الراهنة من الفن وقد ثبت بالفعل أن يكون أداة قيمة في مجال البحوث.

يتم تنفيذ الكثير من البحوث حول الأفلام وheterostructures أكاسيد معقدة بسبب مجموعة واسعة من الخصائص الفنية التي يمكن الحصول عليها عن طريق ضبط تكوين وبنية المواد رقيقة الفوقي. يرجع ذلك إلى تطوير العديد من التقنيات النمو، في الوقت الحاضر فمن الممكن لجعل مجموعة كبيرة من الأفلام مع التراكيب والصفات البلورية التي لا يمكن الوصول إليها بكميات كبيرة. 1 جنبا إلى جنب مع حقيقة أن خصائص هذه المواد متباين الخواص للغاية، وهذا يجعل أن في الفوقي لوحظ الأفلام الظواهر والوظائف التي لا يتم الحصول عليها بكميات كبيرة. الى جانب ذلك، يمكن أن تستخدم سلالة الفوقي وإنشاء heterostructures إلى الحصول على خصائص جديدة أو محسنة. 2 من أجل أن تنمو الأفلام الفوقي وheterostructures مع الخصائص المطلوبة، يطلب من ركائز مع الأسطح واضحة المعالم. الاختلافات المحلية في الكيمياء السطحية أو التشكل تسبب ن غير متجانسةucleation والنمو، والذي يؤدي إلى عيوب غير مرغوب فيها وحدود الحبوب في الفيلم. وعلاوة على ذلك، والتفاعل بين السينما والركيزة تلعب دورا هاما في تحديد خصائص بسبب سمك محدود من الفيلم. وهذا يعني أن هناك حاجة ركائز التي هي على نحو سلس ومتجانس على المستوى الذري. هذا المعيار من الصعب للوصول عندما تستخدم ركائز التي بطبيعة الحال لم يكن لديك الأسطح واضحة المعالم، على سبيل المثال، وأكاسيد المعقدة الأخرى. من هذا المنظور، وأكاسيد perovskite هي واحدة من المواد الركيزة الأكثر دراسة. أكاسيد Perovskite يمكن أن يمثله الصيغة ABO العام 3، الذي ألف وباء الترشح للايونات المعادن. تقريبا يمكن أن تدمج جميع المعادن في A أو B الموقع، مما يجعل من الممكن لافتعال مجموعة واسعة من ركائز مختلفة. براعة من المواد الركيزة يسمح احد لضبط خصائص الفيلم نمت على أعلى من ذلك عن طريق ضبط الفوقي التطبيقية سلالة لد هيكل في واجهة. ومع ذلك، فإن النمو في هذه ركائز ليست واضحة نظرا لطبيعة غامضة من سطح perovskite، وهو أمر واضح وخصوصا في (001) ركائز المنحى. في (001) الاتجاه، يمكن أن ينظر perovskites كما طبقات متبادلة من AO وBO 2. عند إجراء (001) الموجهة الركيزة التي كتبها الشق من الكريستال أكبر، سواء أكاسيد موجودة على السطح. ويظهر من هذه الظاهرة في الشكل 1. وبما أن أبدا المشقوق وضوح الشمس تماما على طول (001) الطائرة وهي من أشكال السطح تتكون من المدرجات مع وجود اختلافات ارتفاع الخلية وحدة. ومع ذلك، الخلافات ارتفاع نصف خلية وحدة موجودة أيضا، مما يدل على وجود كلا النوعين من إنهاء السطح. من المهم أن يكون لديك واحدة ركائز perovskite إنهاء لكي تنمو فيلم المستمر مع خصائص متجانسة، كما ثبت خاصة لنمو الأفلام أكسيد perovskite. إنهاء يمكن أن يسبب فرقا كبيرا في النمو كinetics، مما يؤدي إلى نمو أفلام غير مستمرة 3 - 5 وعلاوة على ذلك، يجب أن يكون ترتيب التراص مماثل عبر واجهة كاملة فيلم الركيزة، منذ اجهات AO-B&#39;O يمكن أن يكون لها خصائص مختلفة تماما من واجهات BO-A&#39;O. 6 وقد تم تطوير أول طريقة ناجحة للحصول على واحد إنهاء السطح أكسيد perovskite لSrTiO 3 (001) ركائز المنحى. كاواساكي وآخرون. 7 قدم طريقة النقش الرطب، الذي تم تحسينها في وقت لاحق من قبل كوستر وآخرون. 8 يتكون طريقة زيادة حساسية SRO نحو النقش الحمضية التي كتبها hydroxylating هذا أكسيد في الماء، تليها حفر قصيرة في مخزنة فلوريد الهيدروجين (فتقول). الصلب لاحقة لزيادة غلة التبلور كان على سطح أملس بالذرة فقط تيو 2 موجودا. وفي وقت لاحق، تم وضع طريقة للحصول على واحدة scandates الأرضية النادرة إنهاؤها من قبلباستخدام الذوبان أعلى من أكاسيد الأتربة النادرة مقارنة scandates في الحل الأساسي. هذه الطريقة وصفت خاصة بالنسبة للمعيني متعامد المحاور (110) الموجهة DyScO 3، واتضح أنه من الممكن الحصول على الأسطح إنهاء scandate تماما. 9،10 طرق للحصول على هذه SrTiO احد إنهاء موصوفة 3 و DyScO 3 ركائز في هذا البروتوكول. على الرغم من أن قيمة واحدة ركائز البلورية perovskite هو واضح، بدلا من ذلك، ركائز التعسفية دون هياكل الكريستال مناسبة يمكن استخدامها للنمو فيلم الفوقي كذلك. ركائز التي هي غير صالحة للنمو فيلم الفوقي في حد ذاتها يمكن أن تكون في قوالب مناسبة لهم من خلال تغطية بطبقة من nanosheets. Nanosheets هي بلورات واحدة أساسا ثنائية الأبعاد، مع سمك بضعة نانومتر وحجم الجانبي في نطاق ميكرومتر 11، وبالتالي فإن لديهم القدرة على توجيه النمو الفوقي من الفي الأفلام. عن طريق إيداع طبقة من nanosheets على الركيزة التعسفية، يتم إنشاء طبقة البذور للنمو الموجهة من أي مادة الفيلم مع مطابقة المعلمات شعرية. تم الإبلاغ عن هذا النهج الناجح لنمو الموجهة من أكسيد الزنك على سبيل المثال، تيو 2، SrTiO 3، LaNiO 3، والرصاص (عنصر الزركون، تي) O 3 وSrRuO 3 12 - 15 باستخدام nanosheets، والأسعار مرتفعة نسبيا وفرض قيود على حجم من ركائز البلورية واحدة العادية يمكن تجنبها، ويمكن أن تودع nanosheets على تقريبا أي مادة الركيزة. ويتم الحصول على Nanosheets عموما التبطين من مركب الطبقات الأم إلى طبقات منفصلة، ​​مع سمك معين من يحدده التركيب البلوري للمركب الأصلي. ويمكن تحقيق 11 التبطين في البيئة المائية عن طريق تبادل الأيونات بين طبقات المعدن في المركب الأصلي مع ضخمة الأيونات العضوية، والذي يسبب هيكللتنتفخ وdelaminate النهاية إلى nanosheets unilamellar. وهذا يؤدي إلى تشتت الغروية من nanosheets مشحونة التي تحيط بها الأيونات العضوية المشحونة مضادة. ويرد التمثيل التخطيطي لعملية التبطين في الشكل 2 في هذا البروتوكول، CA 2 ملحوظة 3 O 10 - استخدمت nanosheets كنظام نموذج وهذه يمكن الحصول عليها من المركب الأصلي perovskite HCA 2 ملحوظة 3 O 10. CA 2 ملحوظة 3 O 10 - nanosheets يكون في الطائرة المعلمات شعرية متساوية تقريبا لتلك التي SrTiO 3 وعرض على نحو سلس بالذرة، سطح واحد إنهاؤها. لذلك، والأفلام عالية الجودة يمكن زراعتها على nanosheets الفردية. مرة واحدة بعد الحصول على تشتت مائي من nanosheets، فإنها يمكن أن تودع على الركيزة التعسفية التي كتبها انجميور-بلودجيت (LB) الترسيب. هذه الطريقة تمكن ترسب nanosheet في الطبقات الوحيدة مع التحكم عالية ز أنلا يمكن أن يتحقق enerally من خلال تقنيات تقليدية أخرى مثل ترسب الكهربي أو التلبد. 11 الأيونات العضوية المحيطة nanosheets هي جزيئات النشطة على السطح، وتميل إلى نزع فتيل إلى سطح التشتت، وخلق أحادي الطبقة من nanosheets العائمة. يمكن ضغط هذه أحادي الطبقة إلى التعبئة الكثيفة وأودعت على الركيزة التعسفية. ويرد التمثيل التخطيطي لعملية ترسب في الشكل 3؛ تغطية سطح أكثر من 95٪ عموما قابلة للتحقيق 15-18 ويحدث هذا بصورة رئيسية دون التراص من nanosheets أو تداخل الحواف. ويمكن الحصول متعددة الطبقات التي ترسب المتكررة. في هذا البروتوكول كا 2 ملحوظة 3 O 10 - استخدمت nanosheets كنظام نموذج، ولكن مبدأ استخدام nanosheets كطبقة البذور للنمو فيلم الفوقي هو أكثر قابلية للتطبيق على نطاق أوسع. على الرغم من nanosheets أكسيد يتلقى أكثرالاهتمام باعتبارها طبقات البذور في الأدب، ويجوز تمديد هذا المفهوم لnanosheets غير أكسيد مثل BN، الغاليوم، TIS 2، ZNS وMGB 2 كذلك. وعلاوة على ذلك، منذ nanosheets يرث تكوين مركب الأم، وظائف مختلفة يمكن إدراجها حسب التصميم المناسب للهيكل الأم. بالإضافة إلى استخدامهم طبقة البذور للنمو فيلم المنحى، وقد أثبتت مجموعة واسعة من nanosheets أن تكون الأدوات قيمة في دراسة خصائص المواد الأساسية والهندسية هياكل وظيفية جديدة 11،19 - 22 ويظهر هذا البروتوكول الإجراءات التجريبية للحصول على أنواع مختلفة من نماذج لأكسيد نمو الأغشية الرقيقة الفوقي. إجراءات كاملة للحصول على واضحة المعالم SrTiO احد إنهاء موصوفة 3 و DyScO 3 ركائز، فضلا عن الإجراء لافتعال كا 2 ملحوظة 3 O 10 - طبقات nanosheet على arbitrarذ من ركائز.

<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

السطوح الركيزة محددة بالذرة هي شرط أساسي لنمو الفوقي من الأفلام أكسيد معقدة رقيقة. في هذا البروتوكول، النهجين للحصول على موصوفة مثل هذه السطوح. النهج الأول هو إعداد واحدة إنهاء perovskite SrTiO 3 (001) وDyScO 3 (110) ركائز. وقد استخدم النقش الرطب لإزالة انتقائي واحد من اثنين الإنهاءات سطح الممكنة، في حين كان يستخدم خطوة الصلب لزيادة نعومة السطح. مما أدى السطوح إنهاء واحدة تسمح لنمو heteroepitaxial أكسيد perovskite الأغشية الرقيقة ذات جودة عالية واجهات بلورية واضحة المعالم بين الركيزة والسينما. وفي النهج الثاني، تم إنشاء طبقات البذور للنمو فيلم الفوقي على ركائز التعسفية التي كتبها انجميور-بلودجيت (LB) ترسب nanosheets. استخدمت nanosheets، من خلال التبطين من الطبقات مركب الأم إعداد - كنظام نموذج كا 2 ملحوظة 3 O 10HCA 2 ملحوظة 3 O 10. والميزة الرئيسية لخلق طبقات البذور مع nanosheets هي أن ركائز بلوري واحد مكلفة نسبيا ومحدودة الحجم يمكن الاستعاضة عنها تقريبا أي مادة الركيزة.

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

وترد الإجراءات المختلفة لإعداد قوالب محددة بالذرة للنمو الفوقي من الأفلام أكسيد معقدة رقيقة. وأجريت العلاجات الكيماوية من احد البلورية SrTiO 3 (001) وDyScO 3 (110) ركائز للحصول السلس بالذرة، الأسطح إنهاء واحدة. CA 2 ملحوظة 3 O 10 - استخدمت nanosheets لإنشاء قوالب محددة بالذرة على ركائز التعسفية.

قوالب المعرفة بالذرة لالفوقي النمو من أكسيد مجمع الأغشية الرقيقة

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

14.1K Views.  University of Twente.  وترد الإجراءات المختلفة لإعداد قوالب محددة بالذرة للنمو الفوقي من الأفلام أكسيد معقدة رقيقة. وأجريت العلاجات الكيماوية من احد البلورية SrTiO 3 (001) وDyScO 3 (110) ركائز للحصول السلس بالذرة، الأسطح إنهاء واحدة. CA 2 ملحوظة 3 O 

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.

نحو Biomimicking الخشب: أفلام التجهيز الحرة الدائمة للNanocellulose، اللجنين، وPolycation الاصطناعية

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 مختزلة من مجمع بولي بيرويل التي تحتوي على الفينيل على زجاجية الكربون والفلور مخدر أكسيد القصدير أقطاب

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

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films. Typically, ultrathin films are prepared using either sacrificial layers, which may damage the film or affect its mechanical properties, or they are made on freshly cleaved mica, a substrate that is difficult to scale. Further, the size of ultrathin film is typically limited to a few square millimeters. In this method, we modify a surface with a polyelectrolyte that alters the strength of adhesion between polymer and deposition substrate. The polyelectrolyte can be shown to remain on the wafer using spectroscopy, and a treated wafer can be used to produce multiple films, indicating that at best minimal amounts of the polyelectrolyte are added to the film. The process has thus far been shown to be limited in scalability only by the size of the coating equipment, and is expected to be readily scalable to industrial processes. In this study, the protocol for making the solutions, preparing the deposition surface, and producing the films is described.

We describe a method for the fabrication of large-area (up to 13 cm diameter) and ultrathin (as thin as 8 nm) polymer films. Instead of using a sacrificial interlayer to delaminate the film from its substrate, we use a self-limiting surface treatment suitable for arbitrarily large areas.

تلفيق منطقة كبيرة قائمة بذاتها سامسونج بوليمر أفلام

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

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.

تبريد أسعار التابعة القياسات Ellipsometry لتحديد ديناميات رقيقة زجاجية أفلام

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.

إعداد ماكروبوروس الفوقي الكوارتز أفلام على السيليكون التي كتبها الكيميائية الحل ترسب

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.

الضوئية مؤكسد نمو إيريديوم أكسيد النانوية على سيلينيد الكادميوم @ أقراص مدمجة نانواعواد

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.

الفوقي نمو Perovskite سترونتيوم تيتانات على الجرمانيوم عن طريق ترسب طبقة الذري

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.

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

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

توليف مجموعة معقدة للذوبان في الماء المعدنية العضوية

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

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.

Solution-Processed &quot;Silver-Bismuth-Iodine&quot; Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers

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.

معالجة حل "الفضة-البزموت-اليود" الثلاثي الأغشية الرقيقة لامتصاص الخالي من الرصاص الضوئية

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.

الملح المنصهر توليف أكسيد المعدن معقدة جسيمات نانوية

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