Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two ...

University of Groningen

This paper compares the structural and electrical characteristics of self-assembled monolayers (SAMs) of n-alkanethiolates, SCn (n = 10, 12, 14), on two types of silver substrates: one used as-deposited (AS-DEP) by an electron-beam evaporator, and one prepared using the method of template-stripping. Atomic force microscopy showed that the template-stripped (TS) silver surfaces were smoother and had larger grains than the AS-DEP surfaces, and reflectance-absorbance infrared spectroscopy showed that SAMs formed on TS substrates were more crystalline than SAMs formed on AS-DEP substrates. The range of current densities, J (A/cm2), measured through mercury-drop junctions incorporating a given SAM on AS-DEP silver was, on average, several orders of magnitude larger than the range of J measured through the same SAM on TS silver, and the AS-DEP junctions failed, on average, 3.5 times more often within five current density-voltage (J-V) scans than did TS junctions (depending on the length of the alkyl chains of the molecules in the SAM). The apparent log-normal distribution of J through the TS junctions suggests that, in these cases, it is the variability in the effective thickness of the insulating layer (the distance the electron travels between electrodes) that results in the uncertainty in J. The parameter describing the decay of current density with the thickness of the insulating layer, beta, was either 0.57 A-1 at V = +0.5 V (calculated using the log-mean of the distribution of values of J) or 0.64 A-1 (calculated using the peak of the distribution of values of J) for the TS junctions; the latter is probably the more accurate. The mechanisms of failure of the junctions, and the degree and sources of uncertainty in current density, are discussed with respect to a variety of defects that occur within Hg-drop junctions incorporating SAMs on silver.

Influence of defects on the electrical characteristics of mercury-drop junctions: self-assembled monolayers of n-alkanethiolates on rough and smooth silver.

Cet article compare les caract&eacute;ristiques structurales et &eacute;lectriques des monocouches auto-assembl&eacute;es (SAMs) de n-alkanethiolates, SCn (n = 10, 12, 14), sur deux types de substrats de l&#39;argent : on a utilis&eacute; comme d&eacute;pos&eacute;s (AS-DEP) par un &eacute;vaporateur de faisceau d&#39;&eacute;lectrons et celui &eacute;tabli &agrave; l&#39;aide de la m&eacute;thode de mod&egrave;le de d&eacute;capage. Microscopie &agrave; force atomique a montr&eacute; que le mod&egrave;le-d&eacute;pouill&eacute; (TS) argent surfaces &eacute;taient plus lisse et des grains plus gros que les surfaces AS-DEP et spectroscopie infrarouge de r&eacute;flectance-absorbance a montr&eacute; que SAMs forment sur des substrats de TS &eacute;taient plus cristallin que SAMs forment sur des substrats de AS-DEP. La gamme des densit&eacute;s de courant, J (A/cm2), mesur&eacute; par les carrefours mercure-goutte incorporant une SAM donn&eacute;e sur argent AS-DEP &eacute;tait, en moyenne, plusieurs ordres de grandeur plus grands que la gamme de J mesur&eacute;e &agrave; travers le m&ecirc;me SAM sur TS silver, et les jonctions de AS-DEP &eacute;chou&eacute;, en moyenne, 3,5 fois plus souvent au sein de la densit&eacute; de courant-tension cinq (J-V) scanne que fait jonctions TS (selon la longueur des cha&icirc;nes alkyles des mol&eacute;cules dans le SAM). L&#39;apparente distribution log-normale de J par les carrefours de TS sugg&egrave;re que, dans ces cas, c&#39;est la variabilit&eacute; de l&#39;&eacute;paisseur apparente de la couche isolante (la distance de l&#39;&eacute;lectron se d&eacute;place entre les &eacute;lectrodes) qui donne lieu &agrave; l&#39;incertitude dans J. Le param&egrave;tre d&eacute;crivant la d&eacute;croissance de la densit&eacute; de courant avec l&#39;&eacute;paisseur de la couche isolante, beta, a &eacute;t&eacute; soit 0,57 a-1 &agrave; V = + 0,5 V (calcul&eacute;e en utilisant la moyenne logarithmique de la distribution des valeurs de J) ou 0,64 a-1 (calcul&eacute;e sur la base du pic de la distribution des valeurs de J) pour les jonctions de TS ; ce dernier est probablement le plus pr&eacute;cis. Les m&eacute;canismes de d&eacute;faillance des jonctions et le degr&eacute; et les sources d&#39;incertitude dans la densit&eacute; de courant, sont discut&eacute;s en ce qui concerne une vari&eacute;t&eacute; de d&eacute;fauts qui se produisent dans les jonctions Hg-goutte incorporant SAMs sur argent.

Influence des d&eacute;fauts sur les caract&eacute;ristiques &eacute;lectriques des jonctions de mercure-d&eacute;poser : les monocouches autoassembl&eacute;es de n-alkanethiolates sur argent rugueux et lisse.

Questo libro mette a confronto le caratteristiche strutturali ed elettriche di monostrati auto-assemblati (SAMs) di n-alkanethiolates, SCn (n = 10, 12, 14), su due tipi di substrati d&#39;argento: uno usato come-depositato (AS-DEP) da un evaporatore a fascio di elettroni e quello preparato utilizzando il metodo di modello-stripping. Microscopia a forza atomica ha mostrata che il modello spogliato (TS) argento superfici erano pi&ugrave; liscia e aveva grandi grani rispetto le superfici AS-DEP, e spettroscopia infrarossa di riflettanza-assorbanza ha mostrata che SAMs formata su substrati TS erano pi&ugrave; cristallino di SAMs formata su substrati AS-DEP. La gamma di densit&agrave; di corrente, J (A/cm2), misurata attraverso giunzioni goccia di mercurio che incorporano un dato SAM su argento AS-DEP era, in media, diversi ordini di grandezza maggiore rispetto la gamma di J misurata attraverso lo stesso SAM su TS argento, e le giunzioni AS-DEP fallito, in media, 3,5 volte pi&ugrave; spesso all&#39;interno di cinque densit&agrave; di corrente-tensione (J-V) scansioni di fatto giunzioni TS (a seconda della lunghezza delle catene di molecole nel SAM alchil). L&#39;apparente distribuzione log-normale di J attraverso le giunzioni TS suggerisce che, in questi casi, &egrave; la variabilit&agrave; dello spessore efficace dello strato isolante (la distanza dell&#39;elettrone viaggia tra gli elettrodi) che si traduce in incertezza in J. Il parametro che descrive il decadimento della densit&agrave; di corrente con lo spessore dello strato isolante, beta, era sia 0,57 a-1 a V = 0,5 V (calcolati utilizzando la media di registro della distribuzione dei valori di J) o 0.64 a-1 (calcolata usando il picco della distribuzione dei valori di J) per le giunzioni di TS; quest&#39;ultimo &egrave; probabilmente il pi&ugrave; accurato. I meccanismi di guasto delle giunzioni e il grado e le fonti di incertezza nella densit&agrave; di corrente, sono discussi per quanto riguarda una variet&agrave; di difetti che si verificano all&#39;interno di giunzioni Hg-goccia che incorporano SAMs su argento.

Influenza dei difetti sulle caratteristiche elettriche delle giunzioni a goccia di mercurio: monostrati auto-assemblati di n-alkanethiolates su argento ruvida e liscia.

Eutectic gallium-indium (EGaIn): a moldable liquid metal for electrical characterization of self-assembled monolayers.

Eutectique gallium-indium (EGaIn): un m&eacute;tal liquide moulable pour la caract&eacute;risation &eacute;lectrique des monocouches auto-assembl&eacute;es.

Eutettica gallio-indio (EGaIn): un metallo liquido modellabile per la caratterizzazione elettrica di monostrati auto-assemblati.

This paper describes the electrical characteristics of junctions composed of three-dimensional arrays of colloidal CdSe quantum dots (QDs) with tin-doped indium oxide (ITO)/poly(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) and eutectic Ga-In (EGaIn) electrodes. It focuses on a comparison of junctions containing QDs of one size to those of arrays containing QDs of multiple sizes. This comparison makes it possible to estimate the relative contributions of transport across various interfaces (e.g., between the QDs and between the QDs and the electrodes) to the observed electrical characteristics of the junction and to evaluate the dependence of these contributions on the locations of various sizes of QDs within the junction. The junctions were diodes, and their turn-on voltage depended on the size of the QDs next to the PEDOT:PSS. We describe this dependence using a Marcus model to estimate the barrier for charge transfer induced by the difference in energies between the orbitals of the QDs and the valence band of PEDOT:PSS.

Size-dependent charge collection in junctions containing single-size and multi-size arrays of colloidal CdSe quantum dots.

Cet article d&eacute;crit les caract&eacute;ristiques &eacute;lectriques des jonctions compos&eacute;es de tableaux en trois dimensions du CdSe collo&iuml;daux (QDs) &agrave; l&#39;oxyde d&#39;indium &eacute;tain dop&eacute; (ITO)/poly(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate) (Mod&eacute;lation) et eutectique Ga-In (EGaIn) &eacute;lectrodes. Il met l&#39;accent sur une comparaison des jonctions contenant des QDs de m&ecirc;me taille &agrave; ceux des tableaux qui contiennent des QDs de multiples tailles. Cette comparaison permet d&#39;estimer la contribution relative du transport parmi diff&eacute;rentes interfaces (p. ex. entre les QDs et entre les &eacute;lectrodes et les QDs) aux caract&eacute;ristiques &eacute;lectriques observ&eacute;es de la jonction et d&#39;&eacute;valuer la d&eacute;pendance &agrave; l&#39;&eacute;gard de ces contributions sur les emplacements des diff&eacute;rentes tailles des QDs dans la jonction. Les jonctions sont des diodes, et leur tension de fonctionnement d&eacute;pend de la taille des QDs &agrave; c&ocirc;t&eacute; de la Mod&eacute;lation. Nous d&eacute;crivons cette d&eacute;pendance &agrave; l&#39;aide d&#39;un mod&egrave;le de Marcus pour estimer la barri&egrave;re pour le transfert de la charge induite par la diff&eacute;rence d&#39;&eacute;nergie entre les orbitales des QDs et la bande de valence de Mod&eacute;lation.

Collection jonctions contenant les tableaux de taille unique et Size du CdSe collo&iuml;daux frais selon la taille.

Questo documento descrive le caratteristiche elettriche delle giunzioni composte da matrici tridimensionali dei punti quantici colloidali CdSe (QDs) con ossido di indio drogato con stagno (ITO)/poly(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) ed eutettica Ga-In (EGaIn) elettrodi. Esso si concentra su un confronto delle giunzioni contenente QDs di una dimensione a quelli di matrici contenenti QDs di diverse dimensioni. Questo confronto rende possibile stimare i contributi relativi di trasporto attraverso diverse interfacce (ad esempio, tra il QDs e tra il QDs ed elettrodi) e osservate caratteristiche elettriche della giunzione e per valutare la dipendenza di questi contributi sulle posizioni di varie dimensioni di QDs all&#39;interno della giunzione. Le giunzioni erano diodi e loro tensione d&#39;intervento dipendeva dal formato del QDs accanto alla PEDOT:PSS. Descriviamo questa dipendenza utilizzando un modello di Marcus per stimare la barriera per il trasferimento di carica indotta dalla differenza di energia tra gli orbitali del QDs e la banda di valenza di PEDOT:PSS.

Dipendente dalla dimensione charge collection in giunzioni contenenti matrici di dimensione del singolo e multi-size di colloidale CdSe quantum dots.

This paper describes a study of the generation and flow of photocurrent through junctions containing three-dimensional arrays of colloidal CdSe quantum dots (QDs) of either a single size or multiple sizes. The electrodes were indium tin oxide (ITO) covered with a thin layer of poly(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) and a eutectic alloy of Ga and In (EGaIn). We measured the current-voltage characteristics of the junctions in the dark and under illumination, with various sources and wavelengths of excitation, and their photocurrent action spectra. Size-selective photoexcitation of the arrays of multiple sizes of QDs helped to determine (i) the location of the interface at which photoinduced separation of charge occurred, (ii) whether the energy absorbed by the QDs was redistributed before separation of charge, and (iii) the dependence of the photovoltage on the locations of various sizes of QDs within the junction. This research is a step toward the use of QDs for harvesting light and for transporting energy and charge in devices-for example, solar cells and photodetectors-that operate at zero bias.

The use of size-selective excitation to study photocurrent through junctions containing single-size and multi-size arrays of colloidal CdSe quantum dots.

Cet article d&eacute;crit une &eacute;tude de la g&eacute;n&eacute;ration et le d&eacute;bit du photocourant par carrefours contenant des tableaux en trois dimensions du CdSe collo&iuml;daux (QDs) de taille unique ou de plusieurs tailles. Les &eacute;lectrodes &eacute;taient indium tin oxyde (ITO) recouvert d&#39;une mince couche de poly(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate) (Mod&eacute;lation) et un alliage eutectique de Ga et dans (EGaIn). Nous avons mesur&eacute; les caract&eacute;ristiques courant-tension des jonctions dans l&#39;obscurit&eacute; et sous illumination, avec diff&eacute;rentes sources et les longueurs d&#39;onde d&#39;excitation et leurs spectres d&#39;action photocourant. Photoexcitation s&eacute;lective des tableaux de tailles multiples des QDs a aid&eacute; &agrave; d&eacute;terminer (i) l&#39;emplacement de l&#39;interface &agrave; laquelle photoinduit s&eacute;paration de charge s&#39;est produite, (ii) si l&#39;&eacute;nergie absorb&eacute;e par le PQ a &eacute;t&eacute; redistribu&eacute;e avant la s&eacute;paration de charge et (iii) la d&eacute;pendance de la photovoltage sur les emplacements des diff&eacute;rentes tailles des QDs dans la jonction. Cette recherche est une &eacute;tape vers l&#39;utilisation des QDs pour la r&eacute;colte de lumi&egrave;re et pour le transport d&#39;&eacute;nergie et la charge dans les dispositifs-par exemple, les cellules solaires et les photod&eacute;tecteurs-qui op&egrave;rent &agrave; z&eacute;ro partialit&eacute;.

L&#39;utilisation d&#39;une excitation s&eacute;lective pour &eacute;tudier le photocourant par carrefours contenant les tableaux de taille unique et Size du CdSe collo&iuml;daux.

Questo documento descrive uno studio della generazione e il flusso di corrente fotoelettrica attraverso giunzioni contenenti matrici tridimensionali dei punti quantici colloidali CdSe (QDs) di una singola dimensione o pi&ugrave; dimensioni. Gli elettrodi erano Indio ossido di stagno (ITO) rivestito con un sottile strato di poly(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) e una lega eutettica di Ga e nel (EGaIn). Abbiamo misurato le caratteristiche corrente-tensione delle giunzioni nel buio e sotto l&#39;illuminazione, con varie fonti e lunghezze d&#39;onda di eccitazione e il loro spettro di azione corrente fotoelettrica. Fotoeccitazione dimensionale selettivo delle matrici di dimensioni multiple di QDs ha contribuito a determinare il (i) la posizione dell&#39;interfaccia a cui fotoindotti separazione di carica si &egrave; verificato, (ii) se l&#39;energia assorbita dal QDs &egrave; stato ridistribuito prima della separazione di carica e (iii) la dipendenza del photovoltage sulle posizioni di varie dimensioni di QDs all&#39;interno della giunzione. Questa ricerca &egrave; un passo verso l&#39;uso di QDs per la raccolta di luce e per il trasporto di energia e carica in dispositivi-per esempio, le celle solari e fotorivelatori-che operano a zero bias.

L&#39;uso di eccitazione dimensionale selettivo per studiare la fotocorrente attraverso giunzioni contenenti matrici di dimensione del singolo e multi-size di colloidale CdSe quantum dots.

This paper describes the fabrication of conjugated polymer nanowires by a three stage process: (i) spin-coating a composite film comprising alternating layers of a conjugated polymer and a sacrificial material, (ii) embedding the film in an epoxy matrix and sectioning it with an ultramicrotome (nanoskiving), and (iii) etching the sacrificial material to reveal nanowires of the conjugated polymer. A free-standing, 100-layer film of two conjugated polymers was spin-coated from orthogonal solvents: poly(2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene) (MEH-PPV) from chloroform and poly(benzimidazobenzophenanthroline ladder) (BBL) from methanesulfonic acid. After sectioning the multilayer film, dissolution of the BBL with methanesulfonic acid yielded uniaxially aligned MEH-PPV nanowires with rectangular cross sections, and etching MEH-PPV with an oxygen plasma yielded BBL nanowires. The conductivity of MEH-PPV nanowires changed rapidly and reversibly by >10 (3) upon exposure to I 2 vapor. The result suggests that this technique could be used to fabricate high-surface-area structures of conducting organic nanowires for possible applications in sensing and in other fields where a high surface area in a small volume is desirable.

Fabrication of conjugated polymer nanowires by edge lithography.

Cet article d&eacute;crit la fabrication de nanofils de polym&egrave;res conjugu&eacute;s par un processus en trois &eacute;tapes: (i)-enduction centrifuge un film composite comprenant en alternance de couches d&#39;un polym&egrave;re conjugu&eacute; et un mat&eacute;riau sacrificiel, (ii) int&eacute;grer le film dans une matrice &eacute;poxy il d&eacute;coupe avec un ultramicrotome (nanoskiving) et (iii) les mati&egrave;res sacrificielles pour r&eacute;v&eacute;ler des nanofils du polym&egrave;re conjugu&eacute; de gravure. Un film autoportantes, 100-couche de deux polym&egrave;res conjugu&eacute;s &eacute;tait spin-enduits de solvants orthogonales : poly(2-methoxy-5-(2&#39;-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene) (MEH-PPV) de chloroforme et poly(benzimidazobenzophenanthroline ladder) (BBL) de l&#39;acide m&eacute;thanesulfonique. Apr&egrave;s le film multicouche de sectionnement, dissolution de la BBL avec l&#39;acide m&eacute;thanesulfonique ont donn&eacute; des nanofils MEH-PPV uniaxialement align&eacute;es avec les sections rectangulaires et gravure MEH-PPV avec un plasma oxyg&egrave;ne donn&eacute; BBL nanofils. La conductivit&eacute; des nanofils de MEH-PPV chang&eacute; rapidement et de fa&ccedil;on r&eacute;versible par &gt; 10 (3) au contact de le j&#39;ai 2 vapeurs. Les r&eacute;sultats sugg&egrave;rent que cette technique pourrait &ecirc;tre utilis&eacute;e pour fabriquer des structures haut-zone de la surface de la conduite des nanofils organiques pour les applications en t&eacute;l&eacute;d&eacute;tection et dans d&#39;autres domaines o&ugrave; une surface importante dans un petit volume est souhaitable.

Fabrication de nanofils de polym&egrave;res conjugu&eacute;s par Lithographie bord.

Questo documento descrive la fabbricazione di polimeri coniugati nanofili di un processo in tre fasi: (i) un film composito costituito da strati alternati di un polimero coniugato e un materiale sacrificale, (ii) l&#39;incorporamento del film in una matrice epossidica sezionamento e con un ultramicrotomo (nanoskiving) e (iii) incisione del materiale sacrificale per rivelare i nanofili di polimero coniugato spin-coating. Un film free-standing, 100-strato di polimeri coniugati due era rivestito in rotazione da solventi ortogonale: poly(2-methoxy-5-(2&#39;-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene) (MEH-PPV) da cloroformio e poly(benzimidazobenzophenanthroline ladder) (BBL) da acido metansolfonico. Dopo il film multistrato di sezionamento, dissoluzione del BBL con Acido metansulfonico cedette uniassiale allineati nanofili MEH-PPV con sezioni trasversali rettangolari e acquaforte MEH-PPV con un plasma di ossigeno ceduto BBL nanofili. La conducibilit&agrave; del MEH-PPV nanofili cambiato rapidamente e in modo reversibile a &amp;gt; 10 (3) in seguito all&#39;esposizione a 2 vapore acqueo. Il risultato suggerisce che questa tecnica potrebbe essere usata per fabbricare strutture alto-superficie-zona di conduzione biologica nanofili per possibili applicazioni in telerilevamento e in altri campi dove &egrave; auspicabile un&#39;elevata area superficiale in un piccolo volume.

Fabbricazione di polimeri coniugati nanofili di litografia a bordo.

Visible-proche infrarouge, absorbant les copolym&egrave;res de dithienylcyclopentadienone-thioph&egrave;ne pour les transistors organiques minces.

Visibile vicino infrarosso assorbendo copolimeri dithienylcyclopentadienone-tiofene per organici transistor a film sottile.

Visible-near infrared absorbing dithienylcyclopentadienone-thiophene copolymers for organic thin-film transistors.

This paper describes a simple technique for fabricating uniform arrays of metal and metal oxide nanotubes with controlled heights and diameters. The technique involves depositing material onto an anodized aluminum oxide (AAO) membrane template using a collimated electron beam evaporation source. The evaporating material enters the porous openings of the AAO membrane and deposits onto the walls of the pores. The membrane is tilted with respect to the column of evaporating material, so the shadows cast by the openings of the pores onto the inside walls of the pores define the geometry of the tubes. Rotation of the membrane during evaporation ensures uniform deposition inside the pores. After evaporation, dissolution of the AAO in base easily removes the template to yield an array of nanotubes connected by a thin backing of the same metal or metal oxide. The diameter of the pores dictates the diameter of the tubes, and the incident angle of evaporation determines the height of the tubes. Tubes up to approximately 1.5 mum in height and 20-200 nm in diameter were fabricated. This method is adaptable to any material that can be vapor-deposited, including indium-tin oxide (ITO), a conductive, transparent material that is useful for many opto-electronic applications. An array of gold nanotubes produced by this technique served as a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy: the Raman signal (per molecule) from a monolayer of benzenethiolate was a factor of approximately 5 x 10(5) greater than that obtained using bulk liquid benzenethiol.

Fabrication of arrays of metal and metal oxide nanotubes by shadow evaporation.

Cet article d&eacute;crit une technique simple pour fabriquer des tableaux uniformes des nanotubes &agrave; oxyde de m&eacute;tal et m&eacute;tal avec contr&ocirc;l&eacute; de hauteurs et de diam&egrave;tres. La technique consiste &agrave; d&eacute;poser de mat&eacute;riau sur un mod&egrave;le de membrane en oxyde d&#39;aluminium anodis&eacute; (AAO) en utilisant une source d&#39;&eacute;vaporation de faisceau collimat&eacute; &eacute;lectron. La mati&egrave;re ne s&#39;&eacute;vaporante p&eacute;n&egrave;tre dans les ouvertures poreuses de la membrane de l&#39;AAO et les d&eacute;p&ocirc;ts sur les parois des pores. La membrane est inclin&eacute;e par rapport au pilier d&#39;&eacute;vaporer mat&eacute;riel, alors que les ombres projet&eacute;es par les ouvertures des pores &agrave; l&#39;int&eacute;rieur sur les parois des pores d&eacute;finissent la g&eacute;om&eacute;trie des tubes. Rotation de la membrane au cours de l&#39;&eacute;vaporation assure le d&eacute;p&ocirc;t uniform &agrave; l&#39;int&eacute;rieur des pores. Apr&egrave;s &eacute;vaporation, dissolution de l&#39;AAO en pointe s&#39;enl&egrave;ve facilement le mod&egrave;le pour obtenir un tableau des nanotubes reli&eacute;s par un support mince de l&#39;oxyde de m&eacute;tal ou m&eacute;tal m&ecirc;me. Le diam&egrave;tre des pores dicte le diam&egrave;tre des tubes, et l&#39;angle d&#39;incidence d&#39;&eacute;vaporation d&eacute;termine la hauteur des tubes. Tubes jusqu&#39;&agrave; environ 1,5 maman de hauteur et 20-200 nm de diam&egrave;tre ont &eacute;t&eacute; fabriqu&eacute;s. Cette m&eacute;thode est adaptable &agrave; n&#39;importe quel mat&eacute;riel qui peut &ecirc;tre d&eacute;pos&eacute;s vapeur, y compris l&#39;oxyde d&#39;indium-&eacute;tain (ITO), un mat&eacute;riau conducteur transparent qui est utile pour de nombreuses applications opto-&eacute;lectroniques. Un tableau des nanotubes or produites par cette technique a servi comme substrat pour la spectroscopie de Raman exalt&eacute;e de surface : le signal Raman (par mol&eacute;cule) d&#39;une monocouche de benz&egrave;nethiolates a &eacute;t&eacute; un facteur d&#39;environ 5 x 10, sup&eacute;rieure &agrave; celle obtenue &agrave; l&#39;aide de vrac liquide benz&egrave;nethiol.

Fabrication de tableaux de nanotubes d&#39;oxyde de m&eacute;tal et m&eacute;tal par &eacute;vaporation de l&#39;ombre.

Questo documento descrive una tecnica semplice per fabbricare matrici uniforme di nanotubi di ossido di metallo e metallo con diametri e altezze controllate. La tecnica consiste nel depositare materiale su un modello di membrana di ossido di alluminio anodizzato (AAO) utilizzando una fonte di evaporazione del fascio collimato elettrone. Il materiale evaporante entra la porose aperture della membrana AAO e dei depositi sulle pareti dei pori. La membrana &egrave; inclinata rispetto alla colonna della evaporazione materiale, cos&igrave; le ombre fuse le aperture dei pori sull&#39;interno pareti dei pori di definiscono la geometria dei tubi. Rotazione della membrana durante l&#39;evaporazione assicura deposizione uniforme all&#39;interno dei pori. Dopo evaporazione, dissoluzione di AAO in base rimuove facilmente il modello per produrre una matrice di nanotubi collegati da un supporto sottile dell&#39;ossido di metallo o metallo stesso. Il diametro dei pori determina il diametro dei tubi, e l&#39;angolo incidente di evaporazione determina l&#39;altezza dei tubi. Sono stati fabbricati tubi fino a circa 1,5 mamma in altezza e 20-200 nm in diametro. Questo metodo &egrave; adattabile a qualsiasi materiale che pu&ograve; essere vapore-depositati, tra cui ossido di indio-stagno (ITO), un materiale conduttivo, trasparente che &egrave; utile per molte applicazioni opto-elettroniche. Una matrice di nanotubi d&#39;oro prodotto da questa tecnica servito come substrato per la spettroscopia Raman superficie migliorata: il segnale Raman (per molecola) da un monostrato di benzenethiolate era un fattore di circa 5 x 5 superiore a quella ottenuta utilizzando la massa liquida benzenethiol.

Fabbricazione di matrici di nanotubi di ossido di metallo e metallo dall&#39;evaporazione di ombra.

Questo articolo descrive un sistema autoalimentato che utilizza reazioni chimiche - l&#39;eccitazione termica dei metalli dell&#39;alcali - per trasmettere informazioni alfanumeriche codificati. Il trasmettitore (&quot;infofuse&quot;) &egrave; una striscia della nitrocellulosa infiammabili polimero modellata con ioni di metalli alcalini; Questo modello consente di codificare le informazioni. Le lunghezze d&#39;onda di 2 impulsi consecutivi di luce rappresentano ogni carattere alfanumerico. Durante la masterizzazione, infofuses trasmettere una sequenza di impulsi (a 5-20 Hz) di emissione atomica che corrispondono alla sequenza dei sali metallici (e quindi le informazioni codificate). Questo sistema combina tecnologie dell&#39;informazione e delle reazioni chimiche in una nuova zona-&quot;infochemistry&quot; - che &egrave; il primo passo verso sistemi che combinano sensing e trasduzione di segnali chimici con multicolor trasmissione di informazioni alfanumeriche.

Infochemistry e infofuses per la chimica archiviazione e la trasmissione di informazioni codificate.

This article describes a self-powered system that uses chemical reactions--the thermal excitation of alkali metals--to transmit coded alphanumeric information. The transmitter (an "infofuse") is a strip of the flammable polymer nitrocellulose patterned with alkali metal ions; this pattern encodes the information. The wavelengths of 2 consecutive pulses of light represent each alphanumeric character. While burning, infofuses transmit a sequence of pulses (at 5-20 Hz) of atomic emission that correspond to the sequence of metallic salts (and therefore to the encoded information). This system combines information technology and chemical reactions into a new area--"infochemistry"--that is the first step toward systems that combine sensing and transduction of chemical signals with multicolor transmission of alphanumeric information.

Infochemistry and infofuses for the chemical storage and transmission of coded information.

Cet article d&eacute;crit un syst&egrave;me autonome qui utilise les r&eacute;actions chimiques--l&#39;excitation thermique des m&eacute;taux alcalins--pour transmettre des informations alphanum&eacute;riques cod&eacute;es. L&#39;&eacute;metteur (une &quot;infofuse&quot;) est une bande de la nitrocellulose inflammables polym&egrave;re avec des ions des m&eacute;taux alcalins ; ce mod&egrave;le encode l&#39;information. Les longueurs d&#39;onde de 2 impulsions cons&eacute;cutives de lumi&egrave;re repr&eacute;sentent chaque caract&egrave;re alphanum&eacute;rique. Il Brule, infofuses transmettre une s&eacute;rie d&#39;impulsions (&agrave; 5-20 Hz) d&#39;&eacute;mission atomique qui correspondent &agrave; la s&eacute;quence des sels m&eacute;talliques (et donc &agrave; l&#39;information cod&eacute;e). Ce syst&egrave;me combine technologie de l&#39;information et les r&eacute;actions chimiques dans un nouveau domaine: &laquo; infochemistry &raquo;--c&#39;est la premi&egrave;re &eacute;tape vers des syst&egrave;mes qui associent la t&eacute;l&eacute;d&eacute;tection et la transduction des signaux chimiques &agrave; multicolore transmission d&#39;informations alphanum&eacute;riques.

Infochemistry et infofuses pour le stockage des produits chimiques et la transmission des renseignements cod&eacute;s.

This Article reports a systematic study on the formation of self-assembled monolayers (SAMs) of conjugated molecules for molecular electronic (ME) devices. We monitored the deprotection reaction of acetyl protected dithiols of oligophenylene ethynylenes (OPEs) in solution using two different bases and studied the quality of the resulting SAMs on gold. We found that the optimal conditions to reproducibly form dense, high-quality monolayers are 9-15% triethylamine (Et(3)N) in THF. The deprotection base tetrabutylammonium hydroxide (Bu(4)NOH) leads to less dense SAMs and the incorporation of Bu(4)N into the monolayer. Furthermore, our results show the importance of the equilibrium concentrations of (di)thiolate in solution on the quality of the SAM. To demonstrate the relevance of these results for molecular electronics applications, large-area molecular junctions were fabricated using no base, Et(3)N, and Bu(4)NOH. The magnitude of the current-densities in these devices is highly dependent on the base. A value of Î²=0.15 Ã…(-1) for the exponential decay of the current-density of OPEs of varying length formed using Et(3)N was obtained.

Formation of high-quality self-assembled monolayers of conjugated dithiols on gold: base matters.

Cet Article rend la formation de monocouches auto-assembl&eacute;es (SAMs) de mol&eacute;cules conjugu&eacute;es pour une &eacute;tude syst&eacute;matique mol&eacute;culaire &eacute;lectronique (ME) dispositifs. Nous avons suivi la r&eacute;action de d&eacute;protection des dithiols ac&eacute;tyl prot&eacute;g&eacute; d&#39;oligophenylene ethynylenes (EOP) en solution &agrave; l&#39;aide de deux diff&eacute;rentes bases et a &eacute;tudi&eacute; la qualit&eacute; des SAMs r&eacute;sultantes sur l&#39;or. Nous avons constat&eacute; que les conditions optimales de fa&ccedil;on reproductible former monocouches denses et de haute qualit&eacute; sont de 9 &agrave; 15 % de tri&eacute;thylamine (Et(3)N) dans le THF. L&#39;hydroxyde de t&eacute;trabutylammonium base de d&eacute;protection (Bu(4)NOH) m&egrave;ne &agrave; moins dense SAMs et l&#39;incorporation de l&#39;UB (4) N dans la monocouche. En outre, nos r&eacute;sultats montrent l&#39;importance des concentrations &agrave; l&#39;&eacute;quilibre de thiolate (di) en solution pour la qualit&eacute; de la SAM. Afin de d&eacute;montrer la pertinence de ces r&eacute;sultats pour les applications de l&#39;&eacute;lectronique mol&eacute;culaire, jonctions mol&eacute;culaires de grande surface ont &eacute;t&eacute; fabriqu&eacute;es &agrave; l&#39;aide de pas de base, Et (3) N et Bu (4) NOH. L&#39;ampleur de la densit&eacute; de courant dans ces dispositifs d&eacute;pend fortement de la base. Une valeur de &beta; = 0,15 &Aring;(-1) dans la d&eacute;croissance exponentielle de la densit&eacute; de courant des entreprises unipersonnelles de longueur variable, form&eacute;s &agrave; l&#39;aide Et (3) N ont &eacute;t&eacute; pr&eacute;par&eacute;e.

Formation de haute qualit&eacute; Self-Assembled monocouches de dithiols conjugu&eacute;s sur or : questions de base.

Questo articolo riporta uno studio sistematico sulla formazione di monostrati auto-assemblati (SAMs) delle molecole coniugati per molecolare elettronico (ME) dispositivi. Abbiamo controllato la reazione di deprotection di acetile protetto dithiols di oligophenylene ethynylenes (OPE) in soluzione utilizzando due diverse basi e studiato la qualit&agrave; di Sam risultante sull&#39;oro. Abbiamo trovato che le condizioni ottimali per formare riproducibile monostrati densi, di alta qualit&agrave; sono 9-15% trietilammina (Et(3)N) in THF. L&#39;idrossido di tetrabutilammonio base deprotection (Bu(4)NOH) conduce a meno densa SAMs e l&#39;incorporazione di Bu (4) N nel monostrato. Inoltre, i nostri risultati dimostrano l&#39;importanza delle concentrazioni all&#39;equilibrio del thiolate (di) in soluzione sulla qualit&agrave; del SAM. Per dimostrare la rilevanza di questi risultati per le applicazioni di elettronica molecolare, ampia area giunzioni molecolari sono state fabbricate non con nessuna base, Et (3) N e Bu (4) NOH. La grandezza della densit&agrave; di corrente in questi dispositivi dipende fortemente dalla base. Un valore di &beta; = 0,15 &Aring;(-1) per il decadimento esponenziale della densit&agrave; di corrente di ope di lunghezza variabile formata utilizzando Et (3) N &egrave; stato ottenuto.

Formazione di alta qualit&agrave; self-assembled monostrati di coniugati dithiols sull&#39;oro: questioni di base.

This paper compares the current density (J) versus applied bias (V) of self-assembled monolayers (SAMs) of three different ethynylthiophenol-functionalized anthracene derivatives of approximately the same thickness with linear-conjugation (AC), cross-conjugation (AQ), and broken-conjugation (AH) using liquid eutectic Ga-In (EGaIn) supporting a native skin (~1 nm thick) of Ga(2)O(3) as a nondamaging, conformal top-contact. This skin imparts non-Newtonian rheological properties that distinguish EGaIn from other top-contacts; however, it may also have limited the maximum values of J observed for AC. The measured values of J for AH and AQ are not significantly different (J â‰ˆ 10(-1)A/cm(2) at V = 0.4 V). For AC, however, J is 1 (using log averages) or 2 (using Gaussian fits) orders of magnitude higher than for AH and AQ. These values are in good qualitative agreement with gDFTB calculations on single AC, AQ, and AH molecules chemisorbed between Au contacts that predict currents, I, that are 2 orders of magnitude higher for AC than for AH at 0 < |V| < 0.4 V. The calculations predict a higher value of I for AQ than for AH; however, the magnitude is highly dependent on the position of the Fermi energy, which cannot be calculated precisely. In this sense, the theoretical predictions and experimental conclusions agree that linearly conjugated AC is significantly more conductive than either cross-conjugated AQ or broken conjugate AH and that AQ and AH cannot necessarily be easily differentiated from each other. These observations are ascribed to quantum interference effects. The agreement between the theoretical predictions on single molecules and the measurements on SAMs suggest that molecule-molecule interactions do not play a significant role in the transport properties of AC, AQ, and AH.

Evidence for quantum interference in SAMs of arylethynylene thiolates in tunneling junctions with eutectic Ga-In (EGaIn) top-contacts.

Cet article compare la densit&eacute; de courant (J) contre polarisation appliqu&eacute;e (V) des monocouches auto-assembl&eacute;es (SAMs) de trois d&eacute;riv&eacute;s de diff&eacute;rents ethynylthiophenol fonctionnalis&eacute;s anthrac&egrave;ne approximativement la m&ecirc;me &eacute;paisseur avec lin&eacute;aire-conjugaison (AC), conjugaison crois&eacute;e (AQ), et cass&eacute;-conjugaison (AH) &agrave; l&#39;aide de liquide eutectique Ga-In (EGaIn) soutenant une peau native (~ 1 nm d&#39;&eacute;paisseur) de Ga(2)O(3) comme nondamaging, conforme haut-contact. Cette peau conf&egrave;re des propri&eacute;t&eacute;s rh&eacute;ologiques non newtoniens qui distinguent EGaIn d&#39;autres haut-contacts ; Toutefois, il peut &eacute;galement ont limit&eacute; les valeurs maximales de J observ&eacute; pour AC. Les valeurs mesur&eacute;es de J pour AH et AQ ne sont pas significativement diff&eacute;rentes (J &asymp; 10(-1)A/cm(2) &agrave; V = 0,4 V). Pour AC, cependant, J est 1 (&agrave; l&#39;aide des moyennes de journal) ou 2 (&agrave; l&#39;aide de la fits gaussiens) ordres de grandeur plus &eacute;lev&eacute;s que pour les protocoles AH et AQ. Ces valeurs sont en accord qualitatif avec des calculs de gDFTB sur l&#39;unique AC, AQ, et mol&eacute;cules AH chimisorb&eacute;s entre les contacts d&#39;UA qui pr&eacute;disent des courants, j&#39;ai, qui sont de 2 ordres de grandeur plus &eacute;lev&eacute;s pour AC que pour AH, 0 &lt; |V| &lt; 0,4 V. Les calculs permettent de pr&eacute;dire une valeur plus &eacute;lev&eacute;e d&#39;I pour AQ que pour AH ; Toutefois, l&#39;ampleur est fortement tributaire de la position de l&#39;&eacute;nergie de Fermi, qui ne peut &ecirc;tre calcul&eacute; avec pr&eacute;cision. En ce sens, les pr&eacute;dictions th&eacute;oriques et les conclusions exp&eacute;rimentales acceptez AC lin&eacute;airement conjugu&eacute; est significativement plus conductrice que soit AQ conjugaison crois&eacute;e ou AH conjugu&eacute; cass&eacute; et que AQ et AH ne peut pas n&eacute;cessairement &ecirc;tre facilement diff&eacute;renci&eacute;s les uns des autres. Ces observations sont attribu&eacute;es &agrave; des effets d&#39;interf&eacute;rence quantique. L&#39;accord entre les pr&eacute;dictions th&eacute;oriques sur les mol&eacute;cules simples et les mesures sur SAMs sugg&egrave;rent que les interactions de mol&eacute;cules mol&eacute;cule ne jouent pas un r&ocirc;le important dans les propri&eacute;t&eacute;s de transport des AC, AQ et AH.

Preuves de l&#39;interf&eacute;rence quantique dans Sam des thiolates d&#39;arylethynylene dans le tunnel des jonctions avec eutectique Ga-In (EGaIn) haut-contacts.

Questa carta confronta la densit&agrave; di corrente (J) contro polarizzazione applicata (V) di monostrati auto-assemblati (SAMs) tre diversi ethynylthiophenol funzionalizzati antracene derivati di circa lo stesso spessore con lineare-coniugazione (AC), Croce-coniugazione (AQ), e rotto-coniugazione (AH) utilizzando liquido eutettico Ga-In (EGaIn) sostenendo una pelle nativa (~ 1 nm di spessore) di Ga(2)O(3) come un nondamaging, conformal top-contatti. Questa pelle conferisce non newtoniani propriet&agrave; reologiche che distinguono EGaIn da altri top-contatti; Tuttavia, pu&ograve; anche avere limitato i valori massimi di J osservato per AC. I valori misurati di J per AH e AQ non sono significativamente differenti (J &asymp; 10(-1)A/cm(2) a V = 0,4 V). Per AC, tuttavia, J &egrave; 1 (usando il registro medie) o 2 (utilizzando gaussiana si adatta) gli ordini di grandezza superiore per AH e AQ. Questi valori sono in accordo con gDFTB calcoli su singolo AC, AQ, qualitativa e molecole AH chemisorbed tra i contatti Au che prevedere correnti, io, che sono 2 ordini di grandezza superiore per AC rispetto per AH 0 &lt; |V| &lt; 0,4 V. I calcoli di prevedono un valore pi&ugrave; alto di I per AQ rispetto per AH; Tuttavia, la grandezza dipende fortemente la posizione dell&#39;energia di Fermi, che non pu&ograve; essere calcolato esattamente. In questo senso, le predizioni teoriche e sperimentali conclusioni accetta di AC linearmente coniugati &egrave; significativamente pi&ugrave; conduttivo che sia coniugato con croce AQ o rotto AH coniugato e quello AQ e AH non pu&ograve; necessariamente essere facilmente distinguibili gli uni dagli altri. Queste osservazioni sono attribuite effetti di interferenza quantistica. L&#39;accordo tra le previsioni teoriche sulle singole molecole e le misurazioni su SAMs suggeriscono che le interazioni della molecola-molecola non giocano un ruolo significativo nelle propriet&agrave; di trasporto di AC, AQ e AH.

Prove per interferenza quantistica in Sam del arylethynylene thiolates in tunneling giunzioni con eutettico Ga-In (EGaIn) top-contatti.

This paper describes the fabrication of electrically addressable, high-aspect-ratio (>10000:1) nanowires of gold with square cross sections of 100 nm on each side that are separated by gaps of 1.7-2.2 nm which were defined using self-assembled monolayers (SAMs) as templates. We fabricated these nanowires and nanogaps without a clean room or any photo- or electron-beam lithographic processes by mechanically sectioning sandwich structures of gold separated by a SAM using an ultramicrotome. This process is a form of edge lithography known as Nanoskiving. These wires can be manually positioned by transporting them on drops of water and are directly electrically addressable; no further lithography is required to connect them to an electrometer. Once a block has been prepared for Nanoskiving (which takes less than one day), hundreds of thousands of nanogaps can be generated, on demand, at a rate of about one nanogap per second. After ashing the organic components with oxygen plasma, we measured the width of a free-standing gap formed from a SAM of 16-mercaptodohexanoic acid (2.4 nm in length) of 2.6 Â± 0.5 nm by transmission electron microscopy. By fitting current-voltage plots of unashed gaps containing three alkanedithiolates of differing lengths to Simmonsâ€™ approximation, we derived a value of Î² = 0.75 Ã…(-1) (0.94 n(C)(-1)) at 500 mV. This value is in excellent agreement with literature values determined by a variety of methods, demonstrating that the gap-size can be controlled at resolutions as low as 2.5 Ã… (i.e., two carbon atoms).

Directly addressable sub-3 nm gold nanogaps fabricated by Nanoskiving using self-assembled monolayers as templates.

Cet article d&eacute;crit la fabrication d&#39;&eacute;lectriquement adressable, haute-format (&gt; 10000) nanofils d&#39;or avec des coupes carr&eacute;es de 100 nm de chaque c&ocirc;t&eacute; qui sont s&eacute;par&eacute;s par de 1,7 &agrave; 2,2 nm, des lacunes qui ont &eacute;t&eacute; d&eacute;finis &agrave; l&#39;aide des monocouches auto-assembl&eacute;es (SAMs) en tant que mod&egrave;les. Nous avons fabriqu&eacute; ces nanofils et nanogaps sans une salle blanche ou n&#39;importe quel processus lithographique photo - ou faisceau d&#39;&eacute;lectrons &agrave; s&eacute;parer m&eacute;caniquement les structures sandwichs d&#39;or s&eacute;par&eacute;es par une SAM en utilisant un ultramicrotome. Ce processus est une forme de lithographie de bord appel&eacute;e Nanoskiving. Ces fils peuvent &ecirc;tre positionn&eacute;es manuellement par leur transport sur les gouttes d&#39;eau et sont directement &eacute;lectriquement adressables ; aucun Lithographie suppl&eacute;mentaire n&#39;est requis pour les relier &agrave; un &eacute;lectrom&egrave;tre. Une fois un bloc a &eacute;t&eacute; pr&eacute;par&eacute; pour Nanoskiving (ce qui prend moins d&#39;une journ&eacute;e), des centaines de milliers de nanogaps peuvent &ecirc;tre g&eacute;n&eacute;r&eacute;s, sur demande, &agrave; un rythme d&#39;environ un nanogap par seconde. Apr&egrave;s calcination les composants organiques avec le plasma d&#39;oxyg&egrave;ne, nous avons mesur&eacute; la largeur d&#39;un &eacute;cart d&#39;autonome form&eacute; d&#39;une SAM de 16-mercaptodohexanoic acide (2,4 nm de longueur) de 2,6 &plusmn; 0,5 nm par microscopie &eacute;lectronique &agrave; transmission. En ajustant le courant-tension parcelles de lacunes unashed contenant trois alkanedithiolates de diff&eacute;rentes longueurs pour rapprochement de Simmons, nous d&eacute;riv&eacute; d&#39;une valeur de &beta; = 0,75 &Aring;(-1) (0.94 n(C)(-1)) &agrave; 500 mV. Cette valeur est en excellent accord avec la litt&eacute;rature valeurs d&eacute;termin&eacute;es par diverses m&eacute;thodes, ce qui d&eacute;montre que l&#39;&eacute;cart de taille peut &ecirc;tre command&eacute; &agrave; des r&eacute;solutions aussi basses que 2,5 &Aring; (c.-&agrave;-d., deux atomes de carbone).

Directement adressables sub-3 nm or nanogaps fabriqu&eacute;e par Nanoskiving &agrave; l&#39;aide de monocouches auto-assembl&eacute;es en tant que mod&egrave;les.

Questo documento descrive la fabbricazione di elettricamente indirizzabile, alto allungamento (&amp;gt; 10000: 1) nanofili di oro con sezioni trasversali quadrate di 100 nm su ogni lato che sono separati da vuoti di 1.7-2.2 nm che sono stati definiti tramite monostrati auto-assemblati (SAMs) come modelli. Abbiamo fabbricato questi nanofili e nanogaps senza una camera pulita o eventuali processi litografici foto - o elettrone-fascio sezionando meccanicamente le strutture sandwich di oro separati da un SAM utilizzando un ultramicrotomo. Questo processo &egrave; una forma di litografia a bordo noto come Nanoskiving. Questi fili possono essere posizionati manualmente da li trasporta sulle gocce d&#39;acqua e sono direttamente indirizzabili elettricamente; per collegarli a un Elettrometro non &egrave; necessaria nessuna ulteriore litografia. Una volta che un blocco &egrave; stato preparato per Nanoskiving (che prende meno di un giorno), centinaia di migliaia di nanogaps pu&ograve; essere generato, su richiesta, con un tasso di circa un nanogap al secondo. Dopo lampeggiante i componenti organici con il plasma di ossigeno, abbiamo misurato la larghezza di un gap di free-standing formata da un SAM di acido 16-mercaptodohexanoic (2,4 nm di lunghezza) di 2,6 &plusmn; 0,5 nm da microscopia elettronica della trasmissione. Tramite il montaggio di corrente-tensione appezzamenti di lacune unashed contenente tre alkanedithiolates di diverse lunghezze per approssimazione Simmons&#39;, abbiamo derivato un valore di &beta; = 0.75 &Aring;(-1) (0.94 n(C)(-1)) a 500 mV. Questo valore &egrave; in ottimo accordo con letteratura valori determinati da una variet&agrave; di metodi, dimostrando che il divario-dimensione pu&ograve; essere controllata a risoluzioni pi&ugrave; bassi 2,5 &Aring; (in cio&egrave;, due atomi di carbonio).

Ryan C. Chiechi

Stratingh Institute for Chemistry and Zernike Institute for Advanced Materials

University of Groningen

Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

Ryan C. Chiechi

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Stratingh Institute for Chemistry and Zernike Institute for Advanced Materials

University of Groningen

Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

Stratingh Institute for Chemistry and Zernike Institute for Advanced Materials