Ce travail a été soutenu par la NSF Grant No. DMR-1207243, le programme NSF MRSEC (DMR-0820414), le DOE Grant No. DE-FG02-03ER46054, et l&#39;OSU-Institut pour la recherche sur les matériaux. Les auteurs reconnaissent le Laboratoire NanoSystems à l&#39;Ohio State University, et l&#39;assistance technique de CY Kao et CY Chen.

1. Synthèse et préparation des précurseurs <ol><li> Préparation de [Et 4 N] [V (CO) 6] 23 <ol><li> Dans une boîte à gants d&#39;azote, couper 1,88 g de sodium métallique dans ~ 40 morceaux et mélanger avec 14,84 g d&#39;anthracène dans 320 ml de tétrahydrofuranne anhydre (THF) dans un 1 L à trois cols ballon à fond rond. ATTENTION: Les deux métaux de sodium et le tétrahydrofuranne sont hautement inflammables. </li><li> Agiter la solution pendant 4,5 heure à température ambiante sous une atmosphère d&#39;azote jusqu&#39;à ce qu&#39;une solution d&#39;un bleu profond de la NAC 14 H 10 est formé. </li><li> Refroidir la solution à 0 ° C. </li><li> Dans une boîte à gants d&#39;azote, préparer une solution rose-rouge du VCL 3 (THF) 3 en ajoutant 400 ml de THF anhydre dans 7,48 g de VCl 3 (THF) 3 dans un ballon de 500 ml à fond rond et agiter à température ambiante pendant 1 h. </li><li> Retirez la solution rose-rouge VCl 3 (THF) 3 à partir de la boîte à gants et refroidir à 0 ° C pendant 20 min. Transfert à l&#39;solu précédentetion de NaCl 14 H 10 moyen d&#39;une canule sous atmosphère d&#39;azote. Une solution pourpre foncé homogène est formée immédiatement après l&#39;addition soit terminée. </li><li> Retirer de l&#39;azote et remuer pendant 15 heures. Réchauffer lentement à température ambiante en plaçant flacon dans un seau de glace permettant fondre la glace O / N. </li><li> On refroidit la solution à nouveau à 0 ° C et remplir le ballon de réaction avec du monoxyde de carbone. La solution va changer du violet foncé au jaune-brun dans une affaire de minutes. ATTENTION: Le monoxyde de carbone est très toxique. Cette étape ne doit pas être effectuée et un seul détecteur de monoxyde de carbone doit être installé dans le laboratoire. </li><li> Agiter la solution sous une atmosphère de monoxyde de carbone à 0 ° C pendant 15 heures et ensuite se réchauffer lentement à TA. </li><li> Retirez tous mais 200 ml de THF sous vide. Ajouter 500 ml de O 2 eau libre tout en agitant la solution. V (CO) 6 est facilement oxydé et la présence d&#39;O 2 se traduira par un faible rendement. </li><li> Filtrer le résultatsuspension jaune dans une solution composée de 20,8 g de bromure de tétraéthylammonium (Et 4 NBR) dans 200 ml de H 2 O. </li><li> Laver le gâteau de filtration avec O 2 eau libre jusqu&#39;à ce qu&#39;il est incolore. </li><li> On filtre la suspension résultante de [Et 4 N] [V (CO) 6] par filtration sous vide et séché sous vide. </li><li> Magasin [Et 4 N] [V (CO) 6] dans un congélateur de la boîte à gants pour une utilisation future. </li></ol></li><li> Préparation de V (CO) 6 23 <ol><li> Graisser les points de connexion pour un adaptateur à vide avec robinet, tube de verre reliant les deux sens, et doigt froid. Placer un doigt froid dans le col central et un adaptateur de vide avec robinet d&#39;arrêt dans la troisième ouverture. </li><li> Dans une boîte à gants d&#39;argon, mélanger 100 mg de [Et 4 N] [V (CO) 6] avec 1 g d&#39;acide phosphorique dans un ballon à fond rond contenant une barre d&#39;agitation magnétique. </li><li> Raccorder le ballon à fond rond à un ballon à fond rond à trois cols de verre via la connexion bidirectionnelle baignoiree dans la boîte à gants argon. </li><li> Retirez le système de flacon scellé de la boîte à gants et mis en place dans la hotte chimique. </li><li> Ajouter méthanol au doigt froid et remuer avec une spatule tout en ajoutant de l&#39;azote liquide jusqu&#39;à ce que le méthanol est gelé. Pomper le système en ouvrant le robinet d&#39;arrêt à une conduite de vide jusqu&#39;à ce que la pression atteint 5 x 10 -2 Torr. </li><li> Immerger le ballon à fond rond dans un ensemble de bain d&#39;huile à 45 ° C et allumez l&#39;agitation magnétique. Une fois que la réaction commence, l&#39;acide phosphorique et va fondre une poudre bleu-noir se condense sur le doigt froid. </li><li> Ouvrez la ligne de vide quand une poudre noire se condense sur le ballon à fond rond à la place du doigt froid parce que la pression est trop élevée. Pomper le système à 5 x 10 -2 Torr avant de refermer. </li><li> Tournez le flacon que de réaction nécessaire pour mélanger tous les réactifs. </li><li> Laisser la réaction se poursuivre jusqu&#39;à ce que le résidu restant dans un ballon à fond rond est blanc-gris et non plus bouillonnant.</li><li> Pour des pastilles de cuivre dans un récipient sûr froid et refroidir avec de l&#39;azote liquide. </li><li> Retirez le méthanol du doigt froid avec une micropipette. Verser les granulés de cuivre réfrigérés dans le doigt froid pour le garder froid pendant le transfert vers la boîte à gants. </li><li> Essuyez l&#39;huile et de l&#39;eau condensée désactiver le système de ballon avant de le transférer dans une boîte à gants d&#39;argon. </li><li> L&#39;intérieur de la boîte à gants, retirez le doigt froid du système de ballon et utiliser une spatule pour gratter la V noir (CO) 6 poudre sur un morceau de papier de pesage. </li><li> Magasin V (CO) 6 dans une bouteille sous une atmosphère d&#39;argon et de garder en dessous de la température ambiante. </li></ol></li><li> Une purification par sublimation de TCNE <ol><li> Achetez tétracyanoéthylène disponible dans le commerce (de TCNE) et entreposer dans un réfrigérateur chimique. </li><li> Mélanger environ 5 g TCNE avec de ~ 0,5 g de charbon actif et broyer avec un mortier et un pilon. </li><li> Placez TCNE mélange / carbone dans un bateau de verre ou enveloppez dans les lingettes pour tâche délicate et de mettre dans le fond deun ballon avec une ligne de vide. </li><li> Placer un doigt froid dans la partie supérieure du flacon et sceller les deux pièces ensemble avec un serrage. </li><li> Ajouter méthanol au doigt froid et remuer avec une spatule tout en ajoutant de l&#39;azote liquide jusqu&#39;à ce que le méthanol est gelé. Placer le fond du flacon contenant l&#39;TCNE dans un bain chauffé à 70 ° C de l&#39;huile. </li><li> Ouvrez la ligne de vide pour atteindre une pression de 10 -4 Torr et ensuite fermer la ligne de vide. </li><li> Ouvrir occasionnellement la ligne de vide pour maintenir la pression. TCNE condense sur le doigt froid sublimation commence. Une fois pas plus TCNE accumule sur le doigt froid la sublimation est terminée. </li><li> Retirez le méthanol du doigt froid avec une micropipette. </li><li> Essuyez l&#39;huile et de l&#39;eau condensée désactiver le système de ballon avant de le transférer dans une boîte à gants d&#39;argon. </li><li> L&#39;intérieur de la boîte à gants, retirez le doigt froid du système de ballon et utiliser une spatule pour gratter la poudre de TCNE sur un morceau de papier pesant. </li><li> Store TCNE purifiée dans un réfrigérateur en dessous température ambiante sous atmosphère inerte. </li></ol></li></ol> 2. Mettre en place système de dépôt à l&#39;intérieur d&#39;une boîte à gants Argon <ol><li> Assembler le réacteur à l&#39;intérieur d&#39;une boîte à gants argon comme représenté sur la figure 1A. <ol><li> Mettre en place une connexion à une pompe à vide. </li><li> Configurer les connexions d&#39;écoulement de gaz par la connexion d&#39;un robinet d&#39;arrêt à 3 voies entre un débitmètre et deux lignes connectées à des vannes micromètre. </li><li> Faites glisser la bobine de chauffage de verre autour du réacteur (partie A, figure 1B). </li><li> Enroulez une lame de verre avec du ruban de polytétrafluoroéthylène (PTFE) d&#39;étanchéité de fil. </li><li> Poussez la lame de verre d&#39;environ 10 cm depuis le côté droit du réacteur, partie A. </li><li> Placez un joint torique sur la partie B et glisser sur le côté droit du réacteur. Joindre les deux pièces ensemble avec une pince. </li><li> Fixer une ligne de vide à la connexion en bas sur la partie A et fixez la jauge à la connexion haut. </li><li> Placez un remplissage de bateaued avec TCNE purifié dans la partie C près de l&#39;extrémité de sorte que la TCNE sera assis dans la partie la plus chaude du réacteur. </li><li> Graisser la connexion de la partie C et glissez-le dans le côté gauche du réacteur. </li><li> Graisser les deux côtés de la T-bateau rempli de V (CO) 6 et glisser dans l&#39;extrémité droite de la partie B. </li><li> Connectez chaque soupape de micromètre. On devrait être relié au côté droit de la T-bateau et l&#39;autre sur le côté gauche de la partie C et serrer la fois en place. </li><li> Exécuter un dépôt de test pour déterminer où la zone de réaction est situé. </li></ol></li><li> Dépôt V [TCNE] x ~ 2 sur des substrats <ol><li> Régler la température de la bobine de chauffage par réaction de sorte que la zone de réaction est réglée à une valeur proche de 46 ° C lorsqu&#39;elle est mesurée sur le fond du réacteur et la zone du bateau TCNE est proche de 75 ° C. Régler la température d&#39;un bain d&#39;huile de silicone à 10 ° C. Laisser les températures se stabiliser pendant au moins 30 min. </li><li> Faites glisser le coi de chauffage de verrel autour du réacteur (partie A, figure 1A). </li><li> Enroulez une lame de verre avec du ruban de polytétrafluoroéthylène (PTFE) d&#39;étanchéité de fil. Disposer des échantillons sur le dessus de lame recouverte dans un espace de deux pouces. </li><li> Pousser la lame de verre dans le réacteur de sorte que les échantillons sont situées dans la zone de réaction. Tour à tour les échantillons peuvent être placés directement sur le fond du réacteur, bien que la zone de réaction peut être déplacé sans une lame de verre. </li><li> Placez un joint torique sur la partie B et glisser sur le côté droit du réacteur. Joindre les deux pièces ensemble avec une pince. </li><li> Fixer une ligne de vide à la connexion en bas sur la partie A et fixez la jauge à la connexion haut. </li><li> Mettez 50 mg de TCNE dans le bateau TCNE et 5 mg de V (CO) 6 dans le T-bateau (ces quantités sont appropriées pour un dépôt de 75-90 min). </li><li> Faites glisser le bateau TCNE dans la partie C près de la fin de sorte que la TCNE sera assis dans la partie la plus chaude du réacteur qui devrait être d&#39;environ 75 ° C. </li><li<html> &gt; Graisser la connexion de la partie C et glissez-le dans le côté gauche du réacteur. </li><li> Graisser les deux côtés de la T-bateau et glisser dans l&#39;extrémité droite de la partie B. </li><li> Faites glisser la ligne d&#39;écoulement sur le côté droit de la T-bateau et à gauche de la partie C et serrer en place. Le set-up assemblé doit ressembler à la figure 1A. </li><li> Soulevez le bain d&#39;huile pour couvrir tout le fond de la T-bateau. </li><li> Ouvrez la ligne de vide pour atteindre une pression de 30-35 mmHg. </li><li> Fixer le taux à 56 sccm pour le V (CO) 6 et à 84 sccm pour la TCNE. La réaction doit commencer immédiatement avec un matériau verdâtre condensation sur la paroi de la zone de réaction. </li><li> Laisser la réaction se dérouler pendant la durée souhaitée. L&#39;épaisseur de la couche mince est basé sur le temps de réaction et l&#39;emplacement à l&#39;intérieur du réacteur, comme représenté sur la Figure 2. </li><li> Pour arrêter la réaction, à proximité de la ligne vide et éteindre le chauffage et l&#39;huile de bain. </li></ol></li></ol>ove_title &quot;&gt; 3. Nettoyer <ol><li> Démonter le système dans un ordre quelconque. </li><li> Faire tremper toute la verrerie, sauf la bobine de chauffage dans une solution de bain de base pendant au moins 1-2 heures. </li><li> Rincer la verrerie avec de l&#39;eau et sécher dans un four. </li></ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52891/52891fig1.jpg" /> Figure 1. Du système (A) Entièrement assemblé dépôt chimique en phase vapeur personnalisé (CVD). (B) vue élargie des composants pour le système de CVD. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52891/52891fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/52891/52891fig2.jpg" /> Figure 2. (A) Une vue de dessus des substrats dans le réacteur montrant leur emplacement. (B) Approximativel&#39;épaisseur du film en fonction de la position à l&#39;intérieur du tube du réacteur, la partie A de la figure 1B pour un dépôt de 75 min. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52891/52891fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

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Electron Devices. 57, 153-156 (2010).</li><li>Lungenschmied, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible,+long-lived,+large-area,+organic+solar+cells.">Flexible, long-lived, large-area, organic solar cells.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 91, 379-384 (2007).</li><li>Lu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin-Film+Deposition+of+an+Organic+Magnet+Based+on+Vanadium+Methyl+Tricyanoethylenecarboxylate.">Thin-Film Deposition of an Organic Magnet Based on Vanadium Methyl Tricyanoethylenecarboxylate.</a> Adv. Mater. 26, 7632-7636 (2014).</li></ol>

Les auteurs ont rien à révéler.

Les paramètres clés pour V [TCNE] x ~ 2 dépôt comprennent la température, le débit de gaz porteur, la pression, et le ratio de précurseurs. Étant donné que le dépôt chimique en phase vapeur mise en place ne sont pas disponibles dans le commerce ces paramètres doivent être optimisés pour chaque système. Une étude précédente de Shima et al. Révélé que la température a le plus grand impact sur ​​le taux de l&#39;TCNE précurseur 26 de sublimation. La tempér...

Le semi-conducteur ferrimagnétique vanadium tétracyanoéthylène base organique (V [TCNE] x, x ~ 2) présente la température ambiante de l&#39;ordre magnétique et promet les avantages des matériaux organiques pour des applications magnetoelectronic, tels que la flexibilité, la production à faible coût, et accordabilité chimique. Des études antérieures ont mis en évidence la fonctionnalité des dispositifs de spintronique, y compris les vannes de spin organique / inorganique et 1,2 tout hybrides organiques-3, et en tant que polariseur de spin dans un organique / inorganique hétérostructure semi-conductrice active 4. En outre, V [TCNE] x ~ 2 a démontré promesse pour l&#39;inclusion dans l&#39;électronique haute fréquence en raison de sa très étroite largeur de raie de résonance ferromagnétique 5. Il existe quatre méthodes différentes qui ont été établies pour la synthèse V [TCNE] x ~ 6 au 9 février. V [TCNE] x ~ 2 a d&#39;abord été synthétisé de la façon powder par réaction dans le dichlorométhane de TCNE et V (C 6 H 6) 6. Ces poudres présentent le premier ordre magnétique à température ambiante observée dans un matériau à base organique. Cependant, la forme de poudre de ce matériau est extrêmement sensible à l&#39;air, ce qui limite son application dans dispositifs à couches minces. En 2000, un dépôt chimique en phase vapeur procédé (CVD) a été établi pour la création V [x ~] TCNE deux films minces 7. Plus récemment, dépôt physique en phase vapeur (PVD) 8 et dépôt de couche moléculaire (MLD) 9 ont également été utilisés pour fabriquer des films minces. Le procédé PVD nécessite un système ultra-haut vide (UHV) et les deux PVD et méthodes MLD nécessite extrêmement longs temps de cultiver des films plus épais que 100 nm, tandis que les films de CVD peuvent facilement être déposés dans des épaisseurs allant de 30 nm à plusieurs microns. En plus de la variété d&#39;épaisseurs disponibles avec le procédé CVD, des études approfondies ont donné des films qui montrent constamment élevé q optimiséualité propriétés magnétiques, y compris: résonance ferromagnétique étroite (FMR) largeur de raie (1,5 G), la température de Curie élevée (600 K), et forte de commutation magnétique 5. Ordre magnétique dans V [x] TCNE ~ 2 films minces procède par une voie non conventionnelle. Mesures de magnétométrie SQUID montrent une forte commande magnétique local, mais l&#39;absence de rayons X des pics de diffraction et microscopie électronique en transmission sans relief (TEM) 10 morphologie révèlent un manque de longue portée ordre structural. Cependant, étendu absorption des rayons X de structure fine (EXAFS) étudie 11 montrent que chaque ion de vanadium est octahédriquement coordonné avec six molécules de TCNE différentes, indiquant un ordre structurel locale robuste avec une longueur de liaison vanadium d&#39;azote de 2.084 (5) Å. Magnétisme résulte d&#39;un couplage d&#39;échange antiferromagnétique entre les spins non appariés du TCNE - anions radicaux, qui sont répartis sur toute la TCNE -molécule, et les spins sur les ions V 2+, conduisant à une commande locale avec ferrimagnétique T C ~ 600 K pour les films 5 optimisées. En plus d&#39;exposer ordre magnétique à température ambiante, V [TCNE] x ~ 2 films sont semi-conducteurs avec 0,5 eV bande interdite 12. Autres propriétés de la note incluent possible sperimagnetism dessous d&#39;une température de congélation de ~ 150 K 13,14, magnétorésistance positif anormale 12,15,16, et le magnétisme photo-induit 13,17,18. Le procédé CVD de synthèse V [x ~] TCNE deux films minces est compatible avec une grande variété de substrats en raison de la basse température (&lt;60 ° C) et dépôt conforme. Des études antérieures ont montré dépôt réussie de V [TCNE] x ~ 2 sur les deux substrats rigides et flexibles 7. En outre, cette technique de dépôt se prête à la mise au point par modification des précurseurs et des grparamètres owth. 19-22 Bien que le protocole présenté ici donne des films les plus optimisés à ce jour, des progrès significatifs ont été accomplis dans l&#39;amélioration de certaines des propriétés du film depuis la découverte de cette méthode et d&#39;autres gains peuvent être possibles.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen Glovebox</td>
			<td>Vacuum Atmospheres</td>
			<td>Omni</td>
			<td>steps done in nitrogen glovebox can also be done in an argon glovebox</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 L three-neck round bottom flask</td>
			<td>Corning</td>
			<td>4965A-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL round bottom flask</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>64678</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Turbo vacuum pumping station</td>
			<td>Agilent Varian</td>
			<td>G8701A-011-037</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Stopcock</td>
			<td>Kontes</td>
			<td>185000-2440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass two way connecting tube</td>
			<td>Corning</td>
			<td>8940-24</td>
			<td>Corning Pyrex(R) 105 degree Angled Tube Adapter with Two-Way 24/40 Standard Taper Joint</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coldfinger</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom part made by OSU chemistry glass shop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Argon Glovebox</td>
			<td>Vacuum Atmospheres</td>
			<td>Nexus I</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate stirrer</td>
			<td>Corning</td>
			<td>6795</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermoeletric cooler</td>
			<td>Advanced Thermoelectric</td>
			<td>TCP-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature controller</td>
			<td>Advanced Thermoelectric</td>
			<td>TLZ10</td>
			<td>for TE cooler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply</td>
			<td>Advanced Thermoelectric</td>
			<td>PS-145W-12V&#160;</td>
			<td>for TE cooler and temperature controller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature controller</td>
			<td>J-Kem&#160; Scientific</td>
			<td>Model 150</td>
			<td>For heating coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating wire</td>
			<td>Pelican Wire Company</td>
			<td>Nichrome 60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom glassware pieces</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Made by OSU Chemistry glass shop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum pump</td>
			<td>BOC Edwards</td>
			<td>XDS-5</td>
			<td>Connected to the CVD set-up</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow meter</td>
			<td>Gilmont</td>
			<td>GF-2260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micrometer valve</td>
			<td>Gilmont</td>
			<td>7300</td>
			<td>Controls flow of argon over TCNE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micrometer valve</td>
			<td>Gilmont</td>
			<td>7100</td>
			<td>Controls flow of argon over&#160; V(CO)6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing</td>
			<td>Tygon</td>
			<td>R3603</td>
			<td>1/8 in walls, connected between valves and meter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-way Stopcock</td>
			<td>Nalgene</td>
			<td>6470</td>
			<td>used to adjust the flow rates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure gauge</td>
			<td>Matheson</td>
			<td>63-4105</td>
			<td>connects to the top of Figure 1 part A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SQUID magnetometer</td>
			<td>Quantum Design</td>
			<td>MPMS-XL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EPR</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>Elexsys</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PPMS</td>
			<td>Quantum Design</td>
			<td>14T PPMS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sourcemeter</td>
			<td>Keithely&#160;</td>
			<td>2400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium metal</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>262714</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anthracene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>141062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anhydrous tetrahydrofuran</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>186562</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vanadium(III) chloride tetrahydrofuran complex</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>395382</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon monoxide gas</td>
			<td>OSU stores</td>
			<td>98610</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetraethylammonium bromide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>241059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphoric acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>79622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>14262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silcone oil</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>146153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper pellets</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Cut from spare copper wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetracyanoethylene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T8809</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slides</td>
			<td>Gold Seal</td>
			<td>3010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Activated Charcoal</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>242276</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

chemical vapor deposition of an organic magnet, vanadium tetracyanoethylene

Les progrès récents dans le domaine des matériaux organiques a donné des dispositifs tels que des diodes électroluminescentes organiques (OLED) qui présentent des avantages non trouvés dans les matériaux traditionnels, y compris à faible coût et de souplesse mécanique. Dans la même veine, il serait avantageux d&#39;étendre l&#39;utilisation de matières organiques dans l&#39;électronique haute fréquence et de l&#39;électronique à base de spin. Ce travail présente un procédé de synthèse pour la croissance de films minces de la ferrimagnétique organique à la température ambiante, le tétracyanoéthylène vanadium (V [TCNE] x, x ~ 2) en bas de dépôt chimique en phase vapeur de température (CVD). Le film mince est cultivé à &lt;60 ° C, et peut accueillir une grande variété de substrats, y compris, mais sans s&#39;y limiter, le silicium, le verre, le téflon et des substrats flexibles. Le dépôt conforme est propice à la pré-motifs et des structures en trois dimensions ainsi. En outre, cette technique peut donner des films avec des épaisseurs allant de 30 nm à plusieurs microns. Les progrès récentsdans l&#39;optimisation de la croissance du film crée un film dont les qualités, telles que plus la température de Curie (600 K), une meilleure homogénéité magnétique, et la résonance ferromagnétique largeur de ligne étroite (1,5 G) émission de promesses pour une variété d&#39;applications en spintronique et électronique hyperfréquence.

La première et la plus simple méthode pour déterminer si un dépôt est couronnée de succès est de faire une inspection visuelle des films. Le film devrait apparaître violet foncé avec une finition miroir qui est uniforme sur les substrats. Si il ya des taches sur la surface du substrat où il n&#39;y a pas V [TCNE] x ~ 2 ou il est de couleur plus claire, alors ceci est probablement dû à la présence de solvants ou d&#39;autres impuretés sur la surface du substrat. En outre, le film doit ê...

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Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

Nous présentons la synthèse du vanadium ferrimagnétique tétracyanoéthylène à base organique (V [TCNE] x, x ~ 2) par l&#39;intermédiaire de faible dépôt chimique en phase vapeur de température (CVD). Cette recette optimisé donne une augmentation de la température de Curie de 400 K à 600 K et sur une amélioration spectaculaire des propriétés de résonance magnétique.

Chemical Vapor Deposition d&#39;un aimant Organic, Vanadium tétracyanoéthylène

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

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

11.4K vues.  The Ohio State University.  Nous présentons la synthèse du vanadium ferrimagnétique tétracyanoéthylène à base organique (V [TCNE] x, x ~ 2) par l'intermédiaire de faible dépôt chimique en phase vapeur de température (CVD). Cette recette optimisé donne une augmentation de la température de Curie de 400 K à 600 K et sur une amélioration spectaculaire des propriétés de résonance magnétique. 

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

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high surface area microporous materials, such as metal-organic frameworks (MOFs), unique challenges present themselves for PECVD treatments. Herein the protocol for development of a MOF that was previously unstable to humid conditions is presented. The protocol describes the synthesis of Cu-BTC (also known as HKUST-1), the treatment of Cu-BTC with PECVD of perfluoroalkanes, the aging of materials under humid conditions, and the subsequent ammonia microbreakthrough experiments on milligram quantities of microporous materials. Cu-BTC has an extremely high surface area (~1,800 m2/g) when compared to most materials or surfaces that have been previously treated by PECVD methods. Parameters such as chamber pressure and treatment time are extremely important to ensure the perfluoroalkane plasma penetrates to and reacts with the inner MOF surfaces. Furthermore, the protocol for ammonia microbreakthrough experiments set forth here can be utilized for a variety of test gases and microporous materials.

Herein the procedures for plasma enhanced chemical vapor deposition of perfluoroalkanes on microporous materials such as metal-organic frameworks to enhance their stability and hydrophobicity are described. Furthermore, breakthrough testing of milligram quantities of samples is described in detail.

Préparation de hydrophobes cadres métal-organiques via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition de perfluoroalcanes pour l&#39;enlèvement de l&#39;ammoniac

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Recherche

Chimie

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. Specifically, the sapphire cell enables visual data collection from multiple loadings to solve a set of material balances to precisely determine phase composition. Ternary phase diagrams can then be established to determine the proportion of each component in each phase at a given condition. In principle, any ternary system can be studied although ternary systems (gas-liquid-liquid) are the specific examples discussed herein. For instance, the ternary THF-Water-CO2 system was studied at 25 and 40&#160;&#176;C and is described herein. Of key importance, this technique does not require sampling. Circumventing the possible disturbance of the system equilibrium upon sampling, inherent measurement errors, and technical difficulties of physically sampling under pressure is a significant benefit of this technique. Perhaps as important, the sapphire cell also enables the direct visual observation of the phase behavior. In fact, as the CO2 pressure is increased, the homogeneous THF-Water solution phase splits at about 2 MPa. With this technique, it was possible to easily and clearly observe the cloud point and determine the composition of the newly formed phases as a function of pressure.
The data acquired with the sapphire cell technique can be used for many applications. In our case, we measured swelling and composition for tunable solvents, like gas-expanded liquids, gas-expanded ionic liquids and Organic Aqueous Tunable Systems (OATS)1-4. For the latest system, OATS, the high-pressure sapphire cell enabled the study of (1) phase behavior as a function of pressure and temperature, (2) composition of each phase (gas-liquid-liquid) as a function of pressure and temperature and (3) catalyst partitioning in the two liquid phases as a function of pressure and composition. Finally, the sapphire cell is an especially effective tool to gather accurate and reproducible measurements in a timely fashion.

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus is a unique tool to study, without sampling, phase behavior under a wide range of pressures. Using a cathetometer, very precise volume measurements can be recorded to measure liquid expansion and phase composition. Thus, this synthetic method enables the study of (1) phase equilibria of multi-component mixtures and (2) the partition behavior of catalyst or model compounds as a function of pressure.

Haute pression portable Sapphire pour les mesures de phase équilibres de CO<sub&gt; 2</sub&gt; / / Water Systems organiques

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

Analysis of Volatile and Oxidation Sensitive Compounds Using a Cold Inlet System and Electron Impact Mass Spectrometry

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The analysis of volatile and oxidation sensitive compounds by mass spectrometry is not easily achieved, as all state-of-the-art mass spectrometric methods require at least one sample preparation step, e.g., dissolution and dilution of the analyte (electrospray ionization), co-crystallization of the analyte with a matrix compound (matrix-assisted laser desorption/ionization), or transfer of the prepared samples into the ionization source of the mass spectrometer, to be conducted under atmospheric conditions. Here, the use of a sample inlet system is described which enables the analysis of volatile metal organyls, silanes, and phosphanes using a sector field mass spectrometer equipped with an electron impact ionization source. All sample preparation steps and the sample introduction into the ion source of the mass spectrometer take place either under air-free conditions or under vacuum, enabling the analysis of compounds highly susceptible to oxidation. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes, which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique. The principle of operation is presented in this video.

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique.

L&#39;analyse des composés volatils et sensibles oxydation en utilisant un système à froid d&#39;entrée et impact électronique spectrométrie de masse

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The ...

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

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

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

Préparation de macroporeuses Épitaxial Quartz Films de silicium par dépôt chimique Solution

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

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

Synthèse et caractérisation de supramoléculaires Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and conformality by taking advantage of self-limiting reactions between vapor-phase precursors and the growing film. Perovskite oxides present potential for next-generation electronic materials, but to-date have mostly been deposited by physical methods. This work outlines a method for depositing SrTiO3 (STO) on germanium using ALD. Germanium has higher carrier mobilities than silicon and therefore offers an alternative semiconductor material with faster device operation. This method takes advantage of the instability of germanium's native oxide by using thermal deoxidation to clean and reconstruct the Ge (001) surface to the 2&#215;1 structure. 2-nm thick, amorphous STO is then deposited by ALD. The STO film is annealed under ultra-high vacuum and crystallizes on the reconstructed Ge surface. Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) is used during this annealing step to monitor the STO crystallization. The thin, crystalline layer of STO acts as a template for subsequent growth of STO that is crystalline as-grown, as confirmed by RHEED. In situ X-ray photoelectron spectroscopy is used to verify film stoichiometry before and after the annealing step, as well as after subsequent STO growth. This procedure provides framework for additional perovskite oxides to be deposited on semiconductors via chemical methods in addition to the integration of more sophisticated heterostructures already achievable by physical methods.

This work details the procedures for the growth and characterization of crystalline SrTiO3 directly on germanium substrates by atomic layer deposition. The procedure illustrates the ability of an all-chemical growth method to integrate oxides monolithically onto semiconductors for metal-oxide semiconductor devices.

Croissance épitaxiale de perovskite Strontium Titanate sur Germanium via Atomic Layer Deposition

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

Fizzy Extraction of Volatile Organic Compounds Combined with Atmospheric Pressure Chemical Ionization Quadrupole Mass Spectrometry

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to the gas phase, and efficiently transferred to a detection system. Fizzy extraction takes advantage of the effervescence phenomenon. First, a carrier gas (here, carbon dioxide) is dissolved in the sample by applying overpressure and stirring the sample. Second, the sample chamber is decompressed abruptly. Decompression leads to the formation of numerous carrier gas bubbles in the sample liquid. These bubbles assist the release of the dissolved analyte species from the liquid to the gas phase. The released analytes are immediately transferred to the atmospheric pressure chemical ionization interface of a triple quadrupole mass spectrometer. The ionizable analyte species give rise to mass spectrometric signals in the time domain. Because the release of the analyte species occurs over short periods of time (a few seconds), the temporal signals have high amplitudes and high signal-to-noise ratios. The amplitudes and areas of the temporal peaks can then be correlated with concentrations of the analytes in the liquid samples subjected to fizzy extraction, which enables quantitative analysis. The advantages of fizzy extraction include: simplicity, speed, and limited use of chemicals (solvents).

Fizzy extraction is a new laboratory technique for analysis of volatile and semivolatile compounds. A carrier gas is dissolved in the liquid sample by applying overpressure and stirring the sample. The sample chamber is then decompressed. The analyte species are liberated to the gas phase due to effervescence.

Fizzy Extraction de composés organiques volatils combinés avec la météorologie chimique à pression atmosphérique Spectrométrie de masse quadripolaire

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to ...

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

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

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

Aérosol-assisted Chemical Vapor Deposition de Structures d’oxyde métallique : tiges d’oxyde de Zinc

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

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, allowing for the synthesis of isotactic poly(&#945;-hydroxy acids) with expected molecular weights (&#62;140 kDa) and narrow molecular weight distributions (Mw/Mn &#60; 1.1). This ring-opening polymerization is mediated by Ni and Zn complexes in the presence of an alcohol initiator and a photoredox Ir catalyst, irradiated by a blue LED (400 - 500 nm). The polymerization is performed at a low temperature (-15 &#176;C) to avoid undesired side reactions. The complete monomer consumption can be achieved within 4 - 8 hours, providing a polymer close to the expected molecular weight with narrow molecular weight distribution. The resulted number-average molecular weight shows a linear correlation with the degree of polymerization up to 1000. The homodecoupling 1H NMR study confirms that the obtained polymer is isotactic without epimerization. This polymerization reported herein offers a strategy for achieving rapid, controlled O-carboxyanhydrides polymerization to prepare stereoregular poly(&#945;-hydroxy acids) and its copolymers bearing various functional side-chain groups.

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

A protocol for the controlled photoredox ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides mediated by Ni/Zn complexes is presented.

Contrôlé Photoredox polymérisation par ouverture de O- Carboxyanhydrides médiées par les Complexes de Ni/Zn

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, ...

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

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

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