SDJ dankt der Unterstützung der American Association for Engineering Education / NRL Postdoctoral Fellowship Program, Gespräche mit Konrad Bussmann (NRL) und Mingzhong Wu (Colorado State University) auf die magnetischen Eigenschaften von Materialien, und Ron Holm (NRL) für seine Rolle in das Design und die Implementierung des NRL AD-System.

1. Pulveraufbereitung <ol><li> Sieb wie erhalten Yttrium-Eisen-Granat (YIG) Pulver zu erhalten, 100-150 g von Agglomeraten Größe von weniger als 53 &amp; mgr; m. </li><li> Platzieren des gesiebten Pulvers in einem Ofen auf mindestens 24 Stunden bei einer Temperatur von mehr als 300 ° C zu trocknen. </li></ol> 2. Untergrundvorbereitung <ol><li> Reinigen eines Substrats von gewünschter Größe, beispielsweise 3 mm x 3 mm mit Aceton, dann Isopropanol. Trocknen Sie mit Hilfe von Stickstoff. </li></ol> 3. Darstellende Aerosol Deposition <ol><li> Montieren Sie die Probe auf die Übersetzung Montagetisch. <ol><li> Zeigen doppelseitige Kupferband an der Montagephase. Setzen Sie die gereinigte Substrat auf den Kupferband. </li><li> Den Abstand von der Kante der Montagestufe zu jeder Kante der Probe. Notieren Sie die Abmessungen und Probenposition auf dem Probengitter. </li><li> Überprüfen Sie, dass die Montagestufe ist parallel zu dem Körper der Übersetzung moto ausgerichtetr durch Messen der Entfernung von der Kante der Montagestufe zu der Flanke des Motorkörpers mit einer Schieblehre. Laden Sie die Probe in die Abscheidungskammer. </li><li> Klemmen Sie den Flansch, um die Abscheidungskammer abzudichten. Befestigen Sie die 3 15-polige D-Sub-Controller Kabel für die Übersetzung Motoren. </li></ol></li><li> Laden Sie das Pulver, und schließen Sie die Aerosolkammer. <ol><li> Entfernen Sie das getrocknete Pulver aus dem Ofen und platzieren Sie es in der Aerosolkammer Unterteil. Schieben Sie den Filter de-Verstopfung Stangenanschlusses auf den Filter verstopfen de-Stange. </li><li> Setzen Sie den Hauptteil der Aerosolkammer auf die Aerosolkammer Unterteil. Lassen Sie den Filter verstopfen de-Stangenanschlusses an auf der Agitation Platte ruhen, wie der Hauptkörper mit dem Unterteil befestigt ist. </li><li> Klemmen Sie den Hauptteil an der Unterseite an. Befestigen der Aerosolkammer Manometer an die Seitenöffnung auf dem Hauptkörper des Aerosolkammer. </li><li> Klemmen Sie die Düseneinlassabschnitt mit dem oberen Anschluss auf der Hauptkörper of der Aerosolkammer mit einem QF Klemme. Erhöhen die Düseneinlaßrohr mit der Einlaßöffnung auf der Abscheidungskammer und sichern den oberen und unteren Befestigung. </li><li> Notieren Sie die Pulver und Aerosolkammer Identifikationsnummern auf der Probengitter. </li></ol></li><li> Einschalten des Grobpumpe mit sich vom Rest des Systems isoliert. Schalten Sie die Abscheidungskammer Beleuchtungslampe. Öffnen die Einschnürung Ventil an der Bypass-Leitung, um das Abpumpen des gesamten Systems zu beginnen. </li><li> Setup der Druck-Monitoring-Software mit der Ablagerung run Identifizierung. </li><li> Führen Sie den Stufenregler Makro Schöpfer, indem Sie &#39;pitrans &quot;in das Terminal-Fenster Befehlszeile, und geben Sie die gewünschten Informationen. Erstellen Sie ein neues Blatt in der Ausführungsprotokoll Tabellenkalkulation und notieren Sie die Abscheidungsparameter und Setup Noten. </li><li> Nach der Systemdruck etwa 150-200 Torr erreicht hat, die nicht verengten Ventil leicht öffnen. Achten Sie auf eine Abpumpgeschwindigkeit von etwa 1 Torr / sec. Sobald the Druck unter 100 Torr fallen gelassen starten Sie den Druck-Monitoring-Software und das Translationsgestell Motorsteuerung Software. </li><li> Sobald der Systemdruck erreicht hat etwa 1 Torr schließen Sie alle drei Ventile in die Bypassleitung und öffnen Sie das Hauptpumpventil. Ziehen Sie die Klemme an der oberen Abdeckung auf der Abscheidungskammer. </li><li> Schalten Sie die Gebläsepumpe. Öffnen Sie den ultrahochreinen (UHP) Stickstoffgaszylinder. Überwachen Sie den Druck und notieren Sie die Basisdruck des Systems (es in der Regel erreicht 15-25 mTorr). </li><li> Gesetzt den Abstand zwischen der Düse und dem Substrat. Verwenden Sie den Stufenregler Software grafische Benutzerschnittstelle, um das Fenster montiert Substrat über der Düse zu bewegen. Senken Sie das Substrat, bis er an die Düse. Bewegen das Substrat 7,5 mm in vertikaler Richtung von dieser Position. </li><li> Schließen Sie das Hauptpumpleitung und Überwachung der Leckrate des Systems an der Drucküberwachungssoftware. Beachten Sie die anfängliche Leckrate auf Schließen des Ventils. Wenn dieser leak Rate weniger als 3,33 mTorr / sec fort, sonst beginnen Prüfung auf Dichtheit prüfen. Eine typische Leckrate kleiner als 1,2 mTorr / sec. </li><li> Stellen Sie die Abscheidungskammer Absperrklappe an die 500 Torr voreingestellten Wert. Stellen Sie den Massendurchflussregler Wert auf 13,63 l / min (Sie schalten Sie ihn nicht auf). </li><li> Bewegen oder des Montagetischs in die Ausgangsposition für die Ablagerung. Laden Sie das Makro in Schritt 3.7 in die Controller-Software erstellt. </li><li> Programmierung der Funktionsgenerator, um linear zwischen 135 und 145 Hz alle 10 Sek fegen. Drehen Sie den Funktionsgenerator auf. Drehen Sie den Stickstoffgasstrom auf. Nach einer 3 sec Countdown starten Sie den Stufenregler Makro. </li><li> Überwachung der Abscheidung und Gasströmungsrate anzupassen, wie notwendig, um die Druckdifferenz, bei 500 ± 0,5 Torr zu halten (oder, wie für den Lauf gewünscht) für die Dauer der Abscheidung. Anmerkung: Der Druck in der Abscheidungskammer ist typischerweise 0,65 Torr, und der Druck in der Abscheidungskammer ist typischerweise 501 Torr. Unkontrollierbare VariationenDruck in der Regel darauf hin, dass der UHP Stickstoff wird knapp. Ein leichter Druckabfall (1-2 Torr) über die Dauer des Laufs ist typisch. Dies kann durch Erhöhung der Gasströmungsgeschwindigkeit zu beheben. Während der anfänglichen Übergibt einen sichtbaren Film sollte auf dem Substrat zu bilden, mangelnde Filmbildung deutet ungenügende Vernebelung des Pulvers und / oder signifikante Filterverstopfung. </li><li> Am Ende der Abscheidung beachten Sie die genaue Abscheidung Laufzeit. Schalten Sie die Stickstoffgas, den Funktionsgenerator, und die Pumpen. Öffnen Sie die Abscheidungskammer Drosselklappe vollständig. </li><li> Öffnen des Bypass-Ventils an der Seite der Abscheidungskammer befindet. Drehen Sie das Haus Stickstoffgasregler auf Null und leiten es in die Abscheidungskammer. Schließen Sie das Hauptpumpventil, während langsam die Erhöhung der Treibhausgasereglerdruck. </li><li> Startseite die Düse auf X = 25 mm, Y = 25 mm und Z = 25 mm, schließen Sie dann die Tischsteuerung Software. </li><li> Sobald der Druck in dem System ist gestiegenüber 100 Torr stoppen den Druck-Monitoring-Software. Notieren Sie die Gesamtstickstoffgas verwendet, und die Zeit, um die Abscheidung zu vervollständigen. Passen Sie das Haus Gasdruck wie nötig, bis das System Atmosphäre erreicht. </li><li> Ziehen Sie die 3 15-polige D-Sub-Kabel und Tischsteuerung entklemmen die Abdeckkappe. Entfernen Sie die obere Abdeckung von der Abscheidungskammer und die Bereitstellung des Proben. </li></ol> 4. Post-Abscheidung Inspection <ol><li> Entfernen Sie die Probe aus der Arbeitsplatte und überprüfen Sie es unter dem Mikroskop. Wenn nötig, waschen Sie die Probe in Isopropanol auf loses Pulver zu entfernen. Führen Sie die geplanten Charakterisierungen des Films. </li></ol>

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	<li>Akedo, J. <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+Impact+Consolidation+(RTIC)+of+Fine+Ceramic+Powder+by+Aerosol+Deposition+Method+and+Applications+to+Microdevices.">Room Temperature Impact Consolidation (RTIC) of Fine Ceramic Powder by Aerosol Deposition Method and Applications to Microdevices.</a> J. of Therm. Spray tech. 17, 181 (2008).</li><li>Hahn, B. D., Park, D. -. S., Choi, J. -. J., Ryu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoconductive+hydroxyapatite+coated+PEEK+for+spinal+fusion+surgery.">Osteoconductive hydroxyapatite coated PEEK for spinal fusion surgery.</a> Appl. Surf. Sci. 283, 6-11 (2013).</li><li>Johnson, S. 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=Aerosol+Deposition+of+Yttrium+Iron+Garnet+for+Fabrication+of+Ferrite-Integrated+On-Chip+Inductors.">Aerosol Deposition of Yttrium Iron Garnet for Fabrication of Ferrite-Integrated On-Chip Inductors.</a> IEEE Trans. on Magnetics. 51 (05), (2015).</li><li>Johnson, S. D., Kub, F. J., Eddy, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ZnS/Diamond+Composite+Coatings+for+Infrared+Transmission+Applications+Formed+by+the+Aerosol+Deposition+Method.">ZnS/Diamond Composite Coatings for Infrared Transmission Applications Formed by the Aerosol Deposition Method.</a> Proceedings of SPIE. 8708, 87080T-87081T (2013).</li><li>Han, G., Ryu, J., Yoon, W. -. H., Choi, J. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+electrode+and+substrate+on+the+fatigue+behavior+of+PZT+thick.">Effect of electrode and substrate on the fatigue behavior of PZT thick.</a> Ceram. Int. 38 (1), S241-S244 (2012).</li><li>Ryu, J., Baek, C. -. W., Lee, Y. -. S., Oh, N. -. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+Multiferroic+Properties+in+BiFeO3-Ba(Cu1/3Nb2/3)O-3.">Enhancement of Multiferroic Properties in BiFeO3-Ba(Cu1/3Nb2/3)O-3.</a> Film. J. Am. Ceram. Soc. 94 (2), 355-358 (2011).</li><li>Park, C. -. S., Ryu, J., Choi, J. -. J., Park, D. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Giant+Magnetoelectric+Coefficient+in+3-2+Nanocomposite+Thick+Films.">Giant Magnetoelectric Coefficient in 3-2 Nanocomposite Thick Films.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 48 (8), 1 (2009).</li><li>Ryu, J., Park, D. -. S., Schmidt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-plane+impedance+spectroscopy+in+aerosol+deposited+NiMn2O4+negative.">In-plane impedance spectroscopy in aerosol deposited NiMn2O4 negative.</a> J. Appl. Phys. 109 (11), 112722 (2011).</li><li>Yoon, W. -. H., Ryu, J., Choi, J. -. J., Hahn, B. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Thermoelectric+Properties+of+Textured+Ca3Co4O9+Thick+Film+by+Aerosol+Deposition.">Enhanced Thermoelectric Properties of Textured Ca3Co4O9 Thick Film by Aerosol Deposition.</a> J. Am. Ceram. Soc. 93 (8), 2125-2127 (2010).</li><li>Ryu, J., Kim, K. -. Y., Choi, J. -. J., Hahn, B. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+Dielectric+Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7+Thin+Films+on+a+Cu-Polyimide+Foil.">Flexible Dielectric Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7 Thin Films on a Cu-Polyimide Foil.</a> J. Am. Ceram. Soc. 92 (2), 524-527 (2009).</li><li>Hahn, B. -. D., Lee, J. -. M., Park, D. -. S., Choi, J. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+and+in+vitro+biological+performances+of+hydroxyapatite-carbon.">Mechanical and in vitro biological performances of hydroxyapatite-carbon.</a> Acta Biomater. 8 (8), 3205-3214 (2009).</li><li>Choi, J. -. J., Cho, K. -. S., Choi, J. -. H., Ryu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+annealing+temperature+on+solid+oxide+fuel+cells+containing+(La,Sr)+(Ga,Mg,Co)O3-&#948;+electrolyte+prepared+by+aerosol+deposition.">Effects of annealing temperature on solid oxide fuel cells containing (La,Sr) (Ga,Mg,Co)O3-&#948; electrolyte prepared by aerosol deposition.</a> Mater. Lett. 70, 44-47 (2012).</li><li>Ryu, J., Hahn, B. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+Photocatalytic+TiO2+Thin+Films+by+Aerosol+Deposition.">Porous Photocatalytic TiO2 Thin Films by Aerosol Deposition.</a> J. Am. Ceram. Soc. 93 (1), 55-58 (2010).</li><li>Harris, V. 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=Recent+advances+in+processing+and+applications+of+microwave+ferrites.">Recent advances in processing and applications of microwave ferrites.</a> J. of Magn. and Magn. Mat. 321, 2035 (2009).</li><li>Kang, Y. -. M., Ulyanov, A. N., Yoo, S. -. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FMR+linewidths+of+YIG+films+fabricated+by+ex+situ+post-annealing+of+amorphous+films+deposited+by+rf+magnetron+sputtering.">FMR linewidths of YIG films fabricated by ex situ post-annealing of amorphous films deposited by rf magnetron sputtering.</a> Phys. Stat. Sol. (a). 204 (3), 763-767 (2007).</li><li>Popova, E., 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=Perpendicular+magnetic+anisotropy+in+ultrathin+yttrium+iron+garnet+films+prepared+by+pulsed+laser+deposition+technique).">Perpendicular magnetic anisotropy in ultrathin yttrium iron garnet films prepared by pulsed laser deposition technique).</a> J. of Vac. Sci. Techn. A. 19 (5), 2567-2570 (2001).</li><li>Sun, 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=Growth+and+ferromagnetic+resonance+properties+of+nanometer-thick+yttrium.">Growth and ferromagnetic resonance properties of nanometer-thick yttrium.</a> Appl. Phys. Lett. 101 (15), 082405 (2012).</li><li>Kalarickal, S. S., Krivosik, P., Das, J., Kim, K. S., Patton, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave+damping+in+polycrystalline+Fe-Ti-N+films:+Physical+mechanisms+and+correlations+with+composition+and+structure.">Microwave damping in polycrystalline Fe-Ti-N films: Physical mechanisms and correlations with composition and structure.</a> Phys. Rev. B. 77, 054427 (2008).</li><li>Johnson, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+Ferrite-Integrated+On-Chip+Inductors+Using+Aerosol+Deposition.">Advances in Ferrite-Integrated On-Chip Inductors Using Aerosol Deposition.</a> Magnetics Business &amp; Technology Magazine. 10, (2014).</li><li>Johnson, S. D., Glaser, E. R., Cheng, S. -. F., Kub, F., Eddy Jr, ., R, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+As-Deposited+and+Sintered+Yttrium+Iron+Garnet+Thick+Films+Formed+by+Aerosol.">Characterization of As-Deposited and Sintered Yttrium Iron Garnet Thick Films Formed by Aerosol.</a> Appl. Phys. Express. 7, 035501 (2014).</li><li>Lee, D. -. W., Nam, S. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+Affecting+Surface+Roughness+of+Al2O3+Films+Deposited+on+Cu+Substrates+by+an+Aerosol+Deposition+Method.">Factors Affecting Surface Roughness of Al2O3 Films Deposited on Cu Substrates by an Aerosol Deposition Method.</a> J. of Ceramic Proc. Research. 11, 100 (2010).</li><li>Glass, H. L., Elliott, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attainment+of+the+Intrinsic+FMR+Linewidth+in+Yttrium+Iron+Garnet+Films+Grown+by+Liquid+Phase+Epitaxy.J.">Attainment of the Intrinsic FMR Linewidth in Yttrium Iron Garnet Films Grown by Liquid Phase Epitaxy.J.</a> Cryst. Growth. 34, 285 (1976).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Das SEM-Bild in Abbildung 4 zeigt, daß erhebliche Bruch- und Verdichtung während des Abscheidungsprozesses auftritt. Das Bild wird von der oberen Oberfläche des Films, die eine geringe Anzahl von Fehlstellen und Körner zeigt gemacht. Der beobachtbare Bereich ist der letzte der abzuscheidenden Material und muss daher nicht aus dem weiteren Stoß und Verdichtungsverfahren der nachfolgenden Partikel profitieren durch Aufprall in 1 dargestellt von Partikel 2 und 3. Die Filmdichte in dem...

Aerosolabscheidung (AD) ist ein Dickschichtabscheidungsverfahren, die Schichten bis zu einigen hundert Mikrometern Dicke mit Dichten von mehr als 95% der Groß 1 produzieren kann. Das Abscheidungsverfahren wird angenommen, dass durch einen kontinuierlichen Prozess der Wirkung, Bruch oder Verformung, Adhäsion, und Verdichtung der Partikel auftreten. Figur 1 zeigt diesen Vorgang als eine Reihe von Schritten, die aufprallende Teilchen und Verdichtung in mehreren Schritten. Wie gezeigt, bewegen sich die Teilchen auf das Substrat mit einer typischen Geschwindigkeit von 100-500 m / sek. Als Anfangspartikel Auswirkungen mit dem Substrat sie brechen und sich an dem Substrat. Diese Verankerungsschicht die mechanische Haftung zwischen dem Substrat und dem Schütt Film. Als Folgewirkungen auftreten, die zugrunde liegenden Teilchen zunehmend gebrochenen, eingehalten und weiter verdichtet. Dieser Prozess der kontinuierlichen Auswirkungen, Bruch, und Verdichtung arbeitet, um den darunterliegenden Film zu verdichten und binden die crystallites und erzeugen eine Folie mit einer Dichte erreichte mehr als 95% des Schüttgutes. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52843/52843fig1.jpg" /> Abbildung 1 Abbildung des Abscheideprozesses. Tafel A zeigt drei Teilchen sich in Richtung des Substrats mit einer typischen Geschwindigkeit von 100-500 m / sek. Tafel B zeigt das Ergebnis der Auswirkung, Bruch und Haftung der ersten Teilchen. Felder C und D zeigen die nachfolgende Wirkung der zweiten und dritten Partikel, die noch kompakter die darunterliegende Folie auftragen und die Kristallite. Das Ergebnis ist ein Film mit einer Dichte von mehr als 95% des Grundmaterials (mit Genehmigung nach Lit. 19 wiedergegeben). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52843/52843fig1highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Der Hauptvorteil ist, dass die AD DEPOSition erfolgt ausschließlich bei Umgebungs RT; wodurch das Filmwachstum, zum Beispiel aus einem hochschmelzenden Temperaturmaterial (Ausgangspulver) auf einen niedrigen Schmelztemperatur Substrat. Die Abscheidungsrate kann bis zu mehrere Mikrometer pro Minute und bei mäßigen Vakuum von 1-20 Torr in der Abscheidungskammer durchgeführt. Der Prozess zeigt die Skalierbarkeit bis zu sehr großen Ablagerungsbereiche und schließlich, es konform hinterlegen. 2 Es gibt viele Materialsysteme für eine Vielzahl von Anwendungen untersucht von AD, wie Induktivitäten 3, abriebfeste Beschichtungen 4, Piezoelektrika 5, multiferroischen 6 magnetoelectrics 7 Thermistoren 8, thermo Folien 9, flexible Dielektrika 10, Hartgewebeimplantate und Biokeramiken 11. Festelektrolyten 12 und 13 Photokatalysatoren. Für Anwendungen, die auf Mikrowellengeräte, Magnetfilme von several hundert Mikrometern Dicke erforderlich, die idealerweise direkt in die Leiterplatte integriert Elemente würden. Eine Herausforderung für die Realisierung dieser Integration ist die Hochtemperatur-Regelung für die Herstellung Ferritfilme erforderlich (siehe Review von Harris et al. 14), wie Yttrium-Eisen-Granat (YIG). Aus diesem Grund AD scheint eine natürliche Wahl für die Realisierung potenzieller neuer Fortschritte in der magnetischen integrierten Schaltungstechnologie. Die Low-Cost-Betrieb, hohe Abschmelzleistung und Einfachheit der AD hat das Interesse von Forschern in Deutschland, Frankreich, Japan, Korea in den USA vorangetrieben, und jetzt. Abbildung 2 ist eine Zeichnung, umreißt die Grundeinstellung zu Aerosolabscheidung durchzuführen. Druck wird an den Stellen P AC, P DC, und P H für die Aerosolkammer-Abscheidungskammer und Pumpenkopf überwacht markiert sind. Der Gasfluss durch die Massendurchflussregler (MFC) gesteuert wird, tritt in die AerosolKammer und aerosolizes das Pulver. Die Abscheidungskammer gepumpt wird, um den Druckunterschied zwischen den beiden Kammern zu schaffen, wodurch der Fluss der Teilchen durch die rechteckig (0,4 mm x 4,8 mm) Düsenöffnung. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52843/52843fig2.jpg" /> Figur 2. Hauptkomponenten im NRL ADM-System. Der Druck wird an den Stellen P AC, P DC, und P H für die Aerosolkammer-Abscheidungskammer und Pumpenkopf überwacht markiert sind. Details siehe Text. (Copyright (2014) Die Japan Society of Applied Physics, von Reference 20 wiedergegeben). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52843/52843fig2highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Die Durchschnittsgröße eines einzelnen Partikels YIG in dieser Arbeit ist 0,5 um. Der Effekt der Agglomeration bewirkt, dass diesekleine Partikel wesentlich größeren Agglomeraten, die in der Größe von etwa 10 um bis etwa 400 um reichen bilden. Die Steuerung der Agglomeratgröße und Förderleistung ist wesentlich für das Erreichen eines dichten wohlgeformten Film. Dies macht die Konfiguration einer Aerosolkammer, die Größenwahl und einheitlichen Partikelfluss in die Abscheidungskammer ermöglicht. Das Pulver vorgesiebt, um Agglomerate grßer als 53 um, bevor es in der Aerosolkammer geladen zu entfernen. Der Aerosolkammerkonfiguration in dieser Arbeit verwendet, ist in Fig. 3 dargestellten Stickstoffgas tritt durch vier Einlaßdüsen (zwei sind in 3 gezeigt) an den unteren Seiten der Kammer befindet. Das Gas in Wechselwirkung mit der YIG Pulver (grün) zu erzeugen ein Aerosol aus einer Verteilung von agglomerierten Teilchen bestehen Größen von weniger als 53 um. Ein Rührwerk an der Basis der Aerosolkammer von einer Edelstahlplatte wird kontinuierlich in Schwingung versetzt, um die Pulver in Bewegung bleibender Gasstrom. Die Agglomerate beeinflussen einen 45 um-Filter, so dass nur Agglomerate Größe von weniger als 45 &amp; mgr; m, um den Düseneinlaß geben. Beim Eintritt in den Düseneinlaß die Agglomerate zu einer großen Geschwindigkeit beschleunigt und ausgestoßen, in die Beschichtungskammer (nicht gezeigt), um die Abscheidung auszuführen. Ein Edelstahlstab mit den Boden des Filters mit der Basis des Rührers (nicht gezeigt), in de-Verstopfung des Filters zu unterstützen. <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52843/52843fig3.jpg" /> Abbildung 3. Abbildung des internen Aerosolkammer-Konfiguration, mit Filter, Einlaufdüsen und gezeigt YIG-Pulver. Siehe Text für Details. Dieser Bericht beschreibt die experimentelle Verfahren zur AD mit dem oben beschriebenen maßgeschneiderte System dichte Filme von YIG produzieren durchzuführen. Repräsentative Ergebnisse für einen in diesem System produziert 11 um dicke Folie verwenden handli vorgestelltg Elektronenmikroskopie (SEM), Dickenprofile und der ferromagnetischen Resonanz (FMR). Die vorgestellten Ergebnisse sollen nicht eine eingehende Untersuchung der magnetischen Eigenschaften bzw. Materialstruktur des Films, sondern als eine Demonstration der mit dieser Technik hergestellten Folien. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52843/52843fig3highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ferromagnetic Resonance Spectrometer</td>
			<td>www.bruker.com/</td>
			<td>9.5 GHz Spectrometer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning Electron Microscope</td>
			<td>www.zeiss.com</td>
			<td>LEO Supra 55</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Profilometer</td>
			<td>www.kla-tencor.com/</td>
			<td>D-120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>www.microscopes.com</td>
			<td>Omano Stereo Microscope</td>
			<td>Used for inspection directly after removal from deposition chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-sided Copper Tape</td>
			<td>www.2spi.com</td>
			<td>05085A-AB</td>
			<td>hold-down clips or other adhesives may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile Exam Gloves</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>19-130-1597D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>A451SK-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>A11-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yttrium Iron Garnet Powder</td>
			<td>www.trans-techinc.com/</td>
			<td>Call for Product Information</td>
			<td>Powder is custom made to order and ground to specifications</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Spoon</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>14-429E</td>
			<td>Used for scooping and transferring powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alumina Boats</td>
			<td>www.coorstek.com/</td>
			<td>65580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drying Furnace</td>
			<td>www.paragonweb.com</td>
			<td>KM14 ceramic furnace</td>
			<td>Furnace is connected to air during drying</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powder Sieves</td>
			<td>www.advantechmfg.com/</td>
			<td>270SS8F</td>
			<td>A selection of mesh openings are needed to sieve from large down to target size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra High Purity Nitrogen Gas</td>
			<td>www.praxairdirect.com</td>
			<td>NI 5.0UH-3K</td>
			<td>Used as medium for aerosol.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air Breathing Quality</td>
			<td>www.praxairdirect.com</td>
			<td>AI BR-4KN</td>
			<td>Used inside furnace during drying</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Balance</td>
			<td>www.balances.com/</td>
			<td>Sartorius ED224S Lab Balance</td>
			<td>Used for weighing powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sapphire Wafers</td>
			<td>www.pmoptics.com/</td>
			<td>PWSP-313211</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

formation of thick dense yttrium iron garnet films using aerosol deposition

Aerosolabscheidung (AD) ist ein Dickschichtabscheidungsverfahren, die Schichten bis zu einigen hundert Mikrometern Dicke mit Dichten von mehr als 95% der Masse produzieren kann. Der Hauptvorteil der AD ist, dass die Abscheidung bei Umgebungstemperatur vollständig erfolgt; wodurch Filmwachstum in Materialsystemen mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen. Dieser Bericht beschreibt im Detail die Verarbeitungsschritte zur Herstellung des Pulvers und zur Durchführung von AD mit dem speziell angefertigten Systems. Repräsentative Ergebnisse der Charakterisierung von Rasterelektronenmikroskopie, Profilometrie und ferromagnetische Resonanz für Filme in diesem System angebaut dargestellt. Als Vertreter Überblick über die Fähigkeiten des Systems, wird der Fokus auf eine Probe nach dem beschriebenen Protokoll und System-Setup erzeugten gegeben. Die Ergebnisse zeigen, dass dieses System erfolgreich zu hinterlegen 11 um dicke Yttriumeisengranat Filme, die sind&gt; 90% der Schüttdichte während einer einzigen 5 min Abscheidung run. Eine Beschreibung der Methoden zur besseren Kontrolle des Aerosols und Partikelauswahl für verbesserte Dicke und Rauhigkeit Variationen in der Film leisten ist.

Nach der Abscheidung vollständig ist, werden die beschichteten Substrate aus der Abscheidungskammer entfernt und untersucht unter Verwendung eines Lichtstereomikroskops. Die Proben werden in der Regel gebürstet und mit Isopropanol gewaschen, um überschüssiges Pulver, das während des Wiederunterdrucksetzen in die Atmosphäre blieb entfernen. Filmcharakterisierung wurde auf die Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie, um die Morphologie des Films zu beurteilen hier dargestellten repräsentativen Ergebnissen, Profi...

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Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Dieser Bericht beschreibt die Verwendung eines speziell angefertigten Systems Aerosolabscheidung von dicken Filmen aus Yttrium-Eisen-Granat auf Saphir-Substraten bei Raumtemperatur durchzuführen. Die abgeschiedenen Filme werden unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie, Profilometrie und ferromagnetische Resonanz, eine repräsentative Übersicht über die Funktionen der Technik zu geben ist.

Bildung starker dichter Yttriumeisengranat Films Mit Aerosol Deposition

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% ...

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Research

JoVE Journal

Engineering

9.1K Aufrufe.  Naval Research Laboratory.  Dieser Bericht beschreibt die Verwendung eines speziell angefertigten Systems Aerosolabscheidung von dicken Filmen aus Yttrium-Eisen-Granat auf Saphir-Substraten bei Raumtemperatur durchzuführen. Die abgeschiedenen Filme werden unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie, Profilometrie und ferromagnetische Resonanz, eine repräsentative Übersicht über die Funktionen der Technik zu geben ist. 

Serie: Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

Herstellung von transparenten leitenden Oxide durch Pulsed Laser Deposition Nano-engineered

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Forschung

Ingenieurwesen

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can potentially contribute to the exposure of biota and humans. The diffusive gradients in thin films technique is introduced here for in-situ measurements of Pu bioavailability and speciation. A diffusion cell constructed for laboratory experiments with Pu and the newly developed protocol make it possible to simulate the environmental behavior of Pu in model solutions of various chemical compositions. Adjustment of the oxidation states to Pu(IV) and Pu(V) described in this protocol is essential in order to investigate the complex redox chemistry of plutonium in the environment. The calibration of this technique and the results obtained in the laboratory experiments enable to develop a specific DGT device for in-situ Pu measurements in freshwaters. Accelerator-based mass-spectrometry measurements of Pu accumulated by DGTs in a karst spring allowed determining the bioavailability of Pu in a mineral freshwater environment. Application of this protocol for Pu measurements using DGT devices has a large potential to improve our understanding of the speciation and the biological transfer of Pu in aquatic ecosystems.

The technique of diffusive gradients in thin films (DGT) is proposed for speciation studies of plutonium. This protocol describes diffusion experiments probing the behavior of Pu(IV) and Pu(V) in presence of organic matter. DGTs deployed in a karstic spring allow assessment of the bioavailability of Pu.

Speziation und Bioverfügbarkeit Messungen der Umwelt Plutonium Mit Diffusion in dünnen Schichten

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two chalcogenide compositions are demonstrated: Ge23Sb7S70 and As40S60, which have both been studied extensively for planar mid-infrared (mid-IR) microphotonic devices. In this approach, uniform thickness films are fabricated through the use of computer numerical controlled (CNC) motion. Chalcogenide glass (ChG) is written over the substrate by a single nozzle along a serpentine path. Films were subjected to a series of heat treatments between 100 &#176;C and 200 &#176;C under vacuum to drive off residual solvent and densify the films. Based on transmission Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and surface roughness measurements, both compositions were found to be suitable for the fabrication of planar devices operating in the mid-IR region. Residual solvent removal was found to be much quicker for the As40S60 film as compared to Ge23Sb7S70. Based on the advantages of electrospray, direct printing of a gradient refractive index (GRIN) mid-IR transparent coating is envisioned, given the difference in refractive index of the two compositions in this study.

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

A method of uniform thickness solution-derived chalcogenide glass film deposition is demonstrated using computer numerical controlled motion of a single-nozzle electrospray.

Elektroabscheidung von einheitlicher Dicke Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Und As<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalkogenidglases Films

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

Herstellung von ultra-dünnen Farbfilm mit stark absorbierenden Medien mit schrägen Winkel Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

An Analog Macroscopic Technique for Studying Molecular Hydrodynamic Processes in Dense Gases and Liquids

An analog, macroscopic method for studying molecular-scale hydrodynamic processes in dense gases and liquids is described. The technique applies a standard fluid dynamic diagnostic, particle image velocimetry (PIV), to measure: i) velocities of individual particles (grains), extant on short, grain-collision time-scales, ii) velocities of systems of particles, on both short collision-time- and long, continuum-flow-time-scales, iii) collective hydrodynamic modes known to exist in dense molecular fluids, and iv) short- and long-time-scale velocity autocorrelation functions, central to understanding particle-scale dynamics in strongly interacting, dense fluid systems. The basic system is composed of an imaging system, light source, vibrational sensors, vibrational system with a known media, and PIV and analysis software. Required experimental measurements and an outline of the theoretical tools needed when using the analog technique to study molecular-scale hydrodynamic processes are highlighted. The proposed technique provides a relatively straightforward alternative to photonic and neutron beam scattering methods traditionally used in molecular hydrodynamic studies.

An experimentally accessible analog method for studying molecular hydrodynamic processes in dense fluids is presented. The technique uses particle image velocimetry of vibrated, high-restitution grain piles and allows direct, macroscopic observation of dynamical processes known and predicted to exist in strongly interacting, high density gases and liquids.

Eine analoge makroskopischen Technik für das Studium molekulare hydrodynamische Prozesse in dichten Gasen und Flüssigkeiten

An analog, macroscopic method for studying molecular-scale hydrodynamic processes in dense gases and liquids is described. The technique applies a ...

Production of Single Tracks of Ti-6Al-4V by Directed Energy Deposition to Determine the Layer Thickness for Multilayer Deposition

Directed Energy Deposition (DED), which is an additive manufacturing technique, involves the creation of a molten pool with a laser beam where metal powder is injected as particles. In general, this technique is employed to either fabricate or repair different components. In this technique, the final characteristics are affected by many factors. Indeed, one of the main tasks in building components by DED is the optimization of process parameters (such as laser power, laser speed, focus, etc.) which is usually carried out through an extensive experimental investigation. However, this sort of experiment is extremely lengthy and costly. Thus, in order to accelerate the optimization process, an investigation was conducted to develop a method based on the melt pool characterizations. In fact, in these experiments, single tracks of Ti-6Al-4V were deposited by a DED process with multiple combinations of laser power and laser speed. Surface morphology and dimensions of single tracks were analyzed, and geometrical characteristics of melt pools were evaluated after polishing and etching the cross-sections. Helpful information regarding the selection of optimal process parameters can be achieved by examining the melt pool features. These experiments are being extended to characterize the larger blocks with multiple layers. Indeed, this manuscript describes how it would be possible to quickly determine the layer thickness for the massive deposition, and avoid over or under-deposition according to the calculated energy density of the optimum parameters. Apart from the over or under-deposition, time and materials saving are the other great advantages of this approach in which the deposition of multilayer components can be started without any parameter optimization in terms of layer thickness.

In this research, a rapid method based on melt pool characterization is developed to estimate the layer thickness of Ti-6Al-4V components produced by directed energy deposition.

Produktion von Singletrails von Ti-6Al-4V durch gerichtete Energie Ablagerung zur Ermittlung der Schichtdicke für mehrschichtige Deposition

Directed Energy Deposition (DED), which is an additive manufacturing technique, involves the creation of a molten pool with a laser beam where metal ...

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.

Atomic Layer Deposition von Vanadium Kohlendioxid und eine temperaturabhängige optische Modell

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 ...

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous studies on flowing liquid films have neglected the contributions of spatial structures of waves to the impact outcome, while this has recently been shown to have a significant influence on the drop impact dynamics. In this report, we outline a step-by-step procedure to investigate the effect of periodic inlet forcing of a flowing liquid film leading to the production of spatiotemporally regular wave structures on drop impact dynamics. A function generator in connection with a solenoid valve is used to excite these spatiotemporally regular wave structures on the film surface while the impact dynamics of uniform-sized droplets are captured using a high-speed camera. Three distinct regions are then studied; viz. the capillary wave region preceding the large wave peak, the flat film region, and the wave hump region. The effects of important dimensionless quantities such as film Reynolds, drop Weber and Ohnesorge numbers parameterized by the film flow rate, drop speed, and drop size are also examined. Our results show interesting, hitherto undiscovered dynamics brought about by this application of film inlet forcing of the flowing film for both low and high inertia drops.

A protocol to study the contributions of waves to droplet impact dynamics on flowing liquid films is presented.

Film-Kontrolle, Beiträge der Wellen zu Tröpfchen Auswirkungen Dynamik auf dünnen fließt Flüssigkeitsfilme zu studieren

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented MgO substrates with N2 gas as the nitrogen source. The method for preparing the substrates and the MBE growth process are described. The orientation and crystalline order of the substrate and film surface are monitored by the reflection high energy electron diffraction (RHEED) before and during growth. The specular reflectivity of the sample surface is measured during growth with an Ar-ion laser with a wavelength of 488 nm. By fitting the time dependence of the reflectivity to a mathematical model, the refractive index, optical extinction coefficient, and growth rate of the film are determined. The metal fluxes are measured independently as a function of the effusion cell temperatures using a quartz crystal monitor. Typical growth rates are 0.028 nm/s at growth temperatures of 150 &#176;C and 330 &#176;C for Mg3N2 and Zn3N2 films, respectively.

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

This article describes the growth of epitaxial films of Mg3N2 and Zn3N2 on MgO substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy with N2 gas as the nitrogen source and optical growth monitoring.

Plasmaunterstütztes MolekularstrahlepitaxieWachstum von Mg3N2 und Zn3N2 Dünnschichten

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented ...

Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support substrates. Accomplishing this transfer in a highly controlled, mechanized, and reproducible manner can eliminate the creation of macroscale defect structures (e.g., tears, cracks, and wrinkles) within the thin film that compromise device performance and the usable area per sample. Here, we describe a general protocol for the highly controlled and mechanized transfer of a polymeric thin film onto an arbitrary porous support substrate for eventual use as a water filtration membrane device. Specifically, we fabricate a block copolymer (BCP) thin film on top of a sacrificial, water-soluble poly(acrylic acid) (PAA) layer and silicon wafer substrate. We then utilize a custom-designed, 3D-printed transfer tool and drain chamber system to deposit, lift-off, and transfer the BCP thin film onto the center of a porous anodized aluminum oxide (AAO) support disc. The transferred BCP thin film is shown to be consistently placed onto the center of the support surface due to the guidance of the meniscus formed between the water and the 3D-printed plastic drain chamber. We also compare our mechanized transfer-processed thin films to those that have been transferred by hand with the use of tweezers. Optical inspection and image analysis of the transferred thin films from the mechanized process confirm that little-to-no macroscale inhomogeneities or plastic deformations are produced, as compared to the multitude of tears and wrinkles produced from manual transfer by hand. Our results suggest that the proposed strategy for thin film transfer can reduce defects when compared to other methods across many systems and applications.

We present a procedure for highly controlled and wrinkle-free transfer of block copolymer thin films onto porous support substrates using a 3D-printed drain chamber. The drain chamber design is of general relevance to all procedures involving transfer of macromolecular films onto porous substrates, which is normally done by hand in an irreproducible fashion.

Verfahren zur Übertragung von Polymerfolien auf poröse Substrate mit minimierten Defekten

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support ...