Questo lavoro è stato sostenuto da NSF Grant No DMR-1207243, il programma NSF MRSEC (DMR-0.820.414), DOE Grant No DE-FG02-03ER46054, e la OSU-Istituto per la ricerca sui materiali. Gli autori riconoscono il Laboratorio nanosistemi presso la Ohio State University, e l&#39;assistenza tecnica da CY Kao e CY Chen.

1. Sintesi e preparazione di precursori <ol><li> Preparazione di [Et 4 N] [V (CO) 6] 23 <ol><li> In un vano portaoggetti di azoto, tagliata 1,88 g di sodio metallico in ~ 40 pezzi e mescolare con 14.84 g di antracene in 320 ml di tetraidrofurano anidro (THF) in 1 L di tre girocollo pallone a fondo. ATTENZIONE: Sia sodio metallico e tetraidrofurano sono altamente infiammabili. </li><li> Agitare la soluzione per 4,5 ore a temperatura ambiente in atmosfera di azoto fino a quando una soluzione di blu profondo NaC 14 H 10 è formato. </li><li> Raffreddare la soluzione a 0 ° C. </li><li> In un vano portaoggetti di azoto, preparare una soluzione rosa-rosso di VCL 3 (THF) 3 aggiungendo 400 ml di THF anidro in 7,48 g di VCl 3 (THF) 3 In un pallone da 500 ml a fondo tondo e agitare a temperatura ambiente per 1 ora. </li><li> Rimuovere la soluzione rosa-rosso VCl 3 (THF) 3 dal vano portaoggetti e raffreddare a 0 ° C per 20 min. Trasferimento alla solu precedentezione di NaC 14 H 10 mediante cannula in atmosfera di azoto. Una soluzione viola profondo omogenea si forma immediatamente dopo l&#39;aggiunta è stata completata. </li><li> Togliere dalla azoto e mescolare per 15 ore. Lentamente caldo per RT mettendo pallone in un secchio di ghiaccio permettendo al ghiaccio di sciogliersi O / N. </li><li> Raffreddare la soluzione di nuovo a 0 ° C e riempire il pallone di reazione con ossido di carbonio. La soluzione cambia da viola scuro al giallo-marrone in pochi minuti. ATTENZIONE: monossido di carbonio è altamente tossico. Questa fase non deve essere eseguita da sola e un allarme di monossido di carbonio deve essere installato in laboratorio. </li><li> Agitare la soluzione in atmosfera di monossido di carbonio a 0 ° C per 15 ore e poi lentamente caldo per RT. </li><li> Rimuovere tutti ma 200 ml di THF sotto vuoto. Aggiungere 500 ml di O 2 acqua libera agitando la soluzione. V (CO) 6 è facilmente ossidato e la presenza di O 2 si tradurrà in una bassa resa. </li><li> Filtrare la conseguenteslurry giallo in una soluzione costituita da 20,8 g di tetraetilammonio bromuro (Et 4 NBR) in 200 ml di H 2 O. </li><li> Lavare il filtro con torta O 2 acqua libera fino a quando non è incolore. </li><li> Filtrare la sospensione risultante di [Et 4 N] [V (CO) 6] per filtrazione sotto vuoto e secco sotto vuoto. </li><li> Store [Et 4 N] [V (CO) 6] in un congelatore cassetto portaoggetti per uso futuro. </li></ol></li><li> Preparazione di V (CO) 6 23 <ol><li> Ingrassare i punti di connessione per un adattatore a vuoto con rubinetto, vetro a due vie di collegamento tubo e freddo-dito. Inserire un dito freddo nel collo centrale e un adattatore di vuoto con rubinetto nella terza apertura. </li><li> In un vano portaoggetti argon, miscela 100 mg di [Et 4 N] [V (CO) 6] con 1 g di acido fosforico in un pallone a fondo rotondo contenente un agitatore magnetico. </li><li> Collegare il pallone a fondo tondo di un pallone a fondo tondo a tre colli con vetro a due vie di collegamento vascae nel cassetto portaoggetti argon. </li><li> Rimuovere il sistema pallone sigillato dal cassetto portaoggetti e impostare in cappa chimica. </li><li> Aggiungere metanolo al dito freddo e mescolate con una spatola, mentre l&#39;aggiunta di azoto liquido fino a quando il metanolo è congelato. Pompa il sistema aprendo il rubinetto ad una linea di vuoto finché la pressione raggiunge 5 x 10 -2 Torr. </li><li> Immergere il pallone a fondo tondo in un set bagno d&#39;olio a 45 ° C e accendere l&#39;agitazione magnetica. Una volta che la reazione si inneschi, l&#39;acido fosforico si scioglie e una polvere nera-blu condensa sul dito freddo. </li><li> Aprire la linea di vuoto quando una polvere nera condensa sul pallone a fondo rotondo invece del dito freddo perché la pressione è troppo alta. Pompare il sistema a 5 x 10 -2 Torr prima di chiudere di nuovo. </li><li> Ruotare pallone di reazione necessario per miscelare tutti i reagenti. </li><li> Lasciare che la reazione di continuare fino a quando il residuo rimasto nel pallone a fondo tondo è bianco-grigio e non più spumeggiante.</li><li> Versare pellet di rame in un contenitore di sicurezza fredda e raffreddare con azoto liquido. </li><li> Rimuovere il metanolo dal dito freddo con una micropipetta. Versare refrigerati pellet di rame nel dito freddo per mantenere il freddo durante il trasferimento al cassetto portaoggetti. </li><li> Pulire l&#39;olio e acqua di condensa spegnere il sistema pallone prima di trasferire in un cassetto portaoggetti argon. </li><li> All&#39;interno del vano portaoggetti, togliere il dito freddo dal sistema pallone e utilizzare una spatola per raschiare la V nera (CO) 6 polvere su un pezzo di carta del peso. </li><li> Conservare V (CO) 6 in una bottiglia sotto atmosfera di argon e tenere sotto RT. </li></ol></li><li> Purificazione di TCNE per sublimazione <ol><li> Acquisto tetracyanoethylene disponibile in commercio (TCNE) e conservare in frigorifero chimica. </li><li> Mescolare ~ 5 g di TCNE con ~ 0,5 g di carbone attivo e macinare con un mortaio e pestello. </li><li> Mettere TCNE miscela / carbonio in una barca di vetro o avvolgere in salviette compito delicato e mettere in fondoun pallone con una linea del vuoto. </li><li> Inserire un dito freddo nella parte superiore del pallone e sigillare le due parti insieme un morsetto. </li><li> Aggiungere metanolo al dito freddo e mescolate con una spatola, mentre l&#39;aggiunta di azoto liquido fino a quando il metanolo è congelato. Posizionare il fondo del pallone contenente il TCNE in bagno d&#39;olio riscaldato a 70 ° C. </li><li> Aprire la linea di vuoto per raggiungere una pressione di 10 -4 Torr e quindi chiudere la linea del vuoto. </li><li> Occasionalmente aprire la linea di vuoto per mantenere la pressione. TCNE condensa sul dito freddo come inizia sublimazione. Una volta non più TCNE accumula sul dito freddo sublimazione è terminata. </li><li> Rimuovere il metanolo dal dito freddo con una micropipetta. </li><li> Pulire l&#39;olio e acqua di condensa spegnere il sistema pallone prima di trasferire in un cassetto portaoggetti argon. </li><li> All&#39;interno del vano portaoggetti, togliere il dito freddo dal sistema pallone e utilizzare una spatola per raschiare la polvere TCNE su un pezzo di carta del peso. </li><li> Stori TCNE purificato in frigorifero sotto RT in atmosfera inerte. </li></ol></li></ol> 2. Impostare Deposizione sistema all&#39;interno di un Argon Glovebox <ol><li> Montare il reattore all&#39;interno di un vano portaoggetti argon come mostrato nella Figura 1A. <ol><li> Impostare una connessione a una pompa a vuoto. </li><li> Impostare le connessioni di flusso di gas collegando un rubinetto a 3 vie tra un flussometro e due linee collegate al micrometro valvole. </li><li> Far scorrere la bobina di riscaldamento vetro intorno al reattore (parte A, Figura 1B). </li><li> Avvolgere un vetrino con nastro politetrafluoroetilene (PTFE) Guarnizione thread. </li><li> Premere il vetrino circa 10 cm dal lato destro del reattore, parte A. </li><li> Inserire un O-ring sulla parte B e far scorrere nel lato destro del reattore. Unire i due pezzi insieme con una fascetta. </li><li> Attaccare una linea di vuoto al collegamento inferiore sulla parte A e collegare il manometro alla connessione superiore. </li><li> Posizionare un riempimento barcaed con TCNE purificata in parte C quasi fine in modo che il TCNE siederà nella parte più calda del reattore. </li><li> Ingrassare il collegamento di parti C e farla scorrere nel lato sinistro del reattore. </li><li> Ingrassare entrambi i lati del T-barca piena di V (CO) 6 e scorrevole nell&#39;estremità destra della parte B. </li><li> Collegare ogni valvola micrometrica. Uno dovrebbe essere collegato al lato destro della T-barca e l&#39;altra sul lato sinistro della parte C e morsetto sia in posizione. </li><li> Eseguire una deposizione di prova per determinare la posizione della zona di reazione. </li></ol></li><li> Deposito V [TCNE] x ~ 2 su substrati <ol><li> Impostare la temperatura della bobina di riscaldamento di reazione in modo che la zona di reazione è impostato ad un valore prossimo 46 ° C, misurata sul fondo del reattore e la zona della barca TCNE è vicino a 75 ° C. Impostare la temperatura di un bagno di olio di silicone a 10 ° C. Lasciare le temperature si stabilizzino per almeno 30 minuti. </li><li> Far scorrere il riscaldamento coi vetrol intorno al reattore (parte A, Figura 1A). </li><li> Avvolgere un vetrino con nastro politetrafluoroetilene (PTFE) Guarnizione thread. Disporre i campioni in cima alla trasparenza coperto all&#39;interno di uno spazio di due pollici. </li><li> Premere il vetrino nel reattore in modo che i campioni si trovano nella zona di reazione. Campioni alternativamente possono essere collocati direttamente sul fondo del reattore, anche se la zona di reazione può essere spostato senza un vetrino. </li><li> Inserire un O-ring sulla parte B e far scorrere nel lato destro del reattore. Unire i due pezzi insieme con una fascetta. </li><li> Attaccare una linea di vuoto al collegamento inferiore sulla parte A e collegare il manometro alla connessione superiore. </li><li> Mettere 50 mg di TCNE nella barca TCNE e 5 mg di V (CO) 6 nel T-barca (queste quantità sono appropriati per un 75-90 min deposizione). </li><li> Far scorrere la barca TCNE in parte C verso la fine in modo che il TCNE siederà nella parte più calda del reattore che dovrebbe essere di circa 75 ° C. </li><li<html> &gt; Ingrassare il collegamento di parti C e farla scorrere nel lato sinistro del reattore. </li><li> Ingrassare entrambi i lati del T-barca e scorrevole nell&#39;estremità destra della parte B. </li><li> Scorrere la linea di flusso sul lato destro della T-barca e sinistro della parte C e bloccare in posizione. Il assemblato set-up dovrebbe assomigliare alla Figura 1A. </li><li> Sollevare il bagno d&#39;olio a coprire l&#39;intero fondo della T-barca. </li><li> Aprire la linea di vuoto per raggiungere una pressione di 30-35 mmHg. </li><li> Impostare la portata a 56 sccm per la V (CO) 6 e 84 sccm per il TCNE. La reazione dovrebbe iniziare immediatamente con un materiale verdastro condensa sulla parete della zona di reazione. </li><li> Lasciare reazione di procedere per il tempo desiderato. Lo spessore del film sottile si basa sul tempo di reazione e la posizione all&#39;interno del reattore, come illustrato nella figura 2. </li><li> Per arrestare la reazione, chiudere la linea del vuoto e spegnere il bagno di riscaldamento e l&#39;olio. </li></ol></li></ol>ove_title &quot;&gt; 3. Ripulire <ol><li> Smontare il sistema in qualsiasi ordine. </li><li> Mettere a bagno tutta la vetreria, tranne la batteria di riscaldamento in una soluzione del bagno base per almeno 1-2 ore. </li><li> Risciacquare bicchieri con acqua e asciugare in un forno. </li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52891/52891fig1.jpg" /> Figura 1. Sistema (A) completamente assemblata deposizione di vapore chimico personalizzato (CVD). (B) Vista allargata dei componenti per il sistema cardiovascolare. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52891/52891fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52891/52891fig2.jpg" /> Figura 2. (A) Una vista dall&#39;alto dei substrati nel reattore che mostrano la loro posizione. (B) approssimativospessore del film in funzione della posizione all&#39;interno del tubo del reattore, parte A da Figura 1B per una deposizione di 75 min. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52891/52891fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</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>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

I parametri fondamentali per V [TCNE] x ~ 2 deposizione comprendono temperatura, flusso di gas carrier, pressione, e il rapporto di precursori. Poiché la deposizione chimica da vapore set-up non è disponibile in commercio, tali parametri devono essere ottimizzati per ciascun sistema. Uno studio precedente Shima et al. Rivelato che la temperatura ha il maggiore impatto sul tasso sublimazione del TCNE precursore 26. La temperatura può essere modificata sia dal valore impostato su...

Il semiconduttore ferrimagnetic vanadio tetracyanoethylene base organica (V [TCNE] x, x ~ 2) presenta temperatura ambiente ordinamento magnetico e promette i vantaggi dei materiali organici per applicazioni magnetoelectronic, quali la flessibilità, la produzione a basso costo, e tunability chimica. Studi precedenti hanno dimostrato la funzionalità in dispositivi spintronic, incluse le valvole di spin organico / inorganico 1,2 e all-ibridi organici 3, e come un polarizzatore rotazione in un attivo organico / inorganico eterostruttura 4 semiconduttore. Inoltre, V [TCNE] x ~ 2 ha dimostrato promessa per l&#39;inclusione in elettronica ad alta frequenza a causa della sua estrema stretta risonanza ferromagnetica linewidth 5. Ci sono quattro diversi metodi che sono stati stabiliti per la sintesi di V [TCNE] x ~ 2 6-9. V [TCNE] x ~ 2 fu sintetizzato come powder in diclorometano via reazione di TCNE e V (C 6 H 6) 6. Queste polveri esposte primo ordine magnetico temperatura ambiente osservata in un materiale a base organica. Tuttavia, la polvere di questo materiale è estremamente sensibile all&#39;aria, limitando la sua applicazione in dispositivi a film sottile. Nel 2000, una deposizione di vapore chimico metodo (CVD) è stato istituito per la creazione di V [TCNE] x ~ 2 film sottili 7. Più di recente la deposizione fisica di vapore (PVD) 8 e molecolare strato di deposizione (MLD) 9 sono stati utilizzati anche per fabbricare film sottili. Il metodo PVD richiede un sistema di ultra alto vuoto (UHV) ed entrambi PVD e metodi MLD richiede tempi estremamente lunghi di crescere film spessa di 100 nm, mentre le pellicole CVD possono facilmente essere depositati in spessori da 30 nm a diversi micron. Oltre alla varietà di spessori disponibili con il metodo CVD, ampi studi hanno prodotto film che mostrano costantemente alta q ottimizzatoualità proprietà magnetiche, tra cui: stretta risonanza ferromagnetico (FMR) linewidth (1,5 G), ad alta temperatura di Curie (600 K), e tagliente magnetico di commutazione 5. Ordinamento magnetico in V [TCNE] x ~ 2 film sottili procede attraverso un percorso non convenzionale. Misurazioni magnetometria SQUID mostrano forte ordinazione magnetica locale, ma l&#39;assenza di picchi di diffrazione di raggi X e featureless microscopia elettronica a trasmissione (TEM) 10 morfologia rivelano una mancanza di lungo raggio ordine strutturale. Tuttavia, l&#39;assorbimento di raggi X esteso di struttura fine (EXAFS) studia 11 mostrano che ogni ione vanadio è octahedrally coordinata con sei differenti molecole TCNE, indicando un ordine strutturale locale, robusto, con una lunghezza di legame vanadio azoto 2.084 (5) Å. Magnetismo nasce da un accoppiamento scambio antiferromagnetico tra gli spin spaiati della TCNE - anioni radicali, che sono distribuiti in tutto il TCNE -molecola, e le rotazioni sui V 2+ ioni, portando ad un ordinamento ferromagnetico locale con T C ~ 600 K per i film ottimizzati 5. Oltre ad esporre temperatura ambiente ordinamento magnetico, V [TCNE] x ~ 2 film sono semiconduttore con 0,5 eV bandgap 12. Altre proprietà di nota sono possibili sperimagnetism sotto di una temperatura di congelamento ~ 150 K 13,14, anomalo magnetoresistenza positiva 12,15,16, e foto-indotta magnetismo 13,17,18. Il metodo per la sintesi di CVD V [TCNE] x ~ 2 pellicole sottili è compatibile con una vasta gamma di substrati a causa della bassa temperatura (&lt;60 ° C) e conforme deposizione. Studi precedenti hanno dimostrato con successo la deposizione di V [TCNE] x ~ 2 su supporti rigidi e flessibili 7. Inoltre, questa tecnica di deposizione si presta al tuning mediante una modifica di precursori e grparametri owth. 19-22 Mentre il protocollo indicato qui produce i film più ottimizzati fino ad oggi, sono stati compiuti progressi significativi nel migliorare alcune delle proprietà del film dopo la scoperta di questo metodo e ulteriori guadagni può essere possibile.

<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

I recenti progressi nel campo dei materiali organici ha ceduto dispositivi quali diodi emettitori di luce organici (OLED) che presentano vantaggi non si trovano in materiali tradizionali, quali basso costo e flessibilità meccanica. In modo simile, sarebbe vantaggioso per espandere l&#39;uso di sostanze organiche in elettronica ad alta frequenza e l&#39;elettronica basata spin. Questo lavoro presenta un processo di sintesi per la crescita di film sottili di temperatura ambiente ferrimagnete organico, vanadio tetracyanoethylene (V [TCNE] x, x ~ 2) mediante deposizione chimica in fase vapore a bassa temperatura (CVD). Il film sottile è cresciuto a &lt;60 ° C, e può ospitare una vasta gamma di substrati tra cui, ma non solo, il silicio, vetro, Teflon e substrati flessibili. La deposizione conforme è favorevole alla pre-modellato e strutture tridimensionali pure. Inoltre questa tecnica può produrre film con spessori da 30 nm a diversi micron. Progressi recentinell&#39;ottimizzazione di crescita di film crea un film la cui qualità, quali una maggiore temperatura di Curie (600 K), una migliore omogeneità magnetico, e stretta larghezza di riga di risonanza ferromagnetica (1,5 G) mostrano promettenti per una varietà di applicazioni in spintronica e microonde elettronica.

Il primo e il metodo più semplice per determinare se una deposizione ha successo è fare un controllo visivo dei film. Il film dovrebbe apparire viola scuro con finitura a specchio che è uniforme attraverso i substrati. Se ci sono macchie sulla superficie del substrato dove non c&#39;è V [TCNE] x ~ 2 o è di colore più chiaro, allora questo è probabilmente dovuto alla presenza di solventi o altre impurità sulla superficie del substrato. Inoltre il film deve essere opaco. A meno che un film sott...

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Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

Presentiamo la sintesi del ferrimagnete vanadio tetracyanoethylene base organica (V [TCNE] x, x ~ 2) mediante deposizione chimica in fase vapore a bassa temperatura (CVD). Questa ricetta ottimizzata produce un aumento della temperatura di Curie da 400 K a oltre 600 K e un notevole miglioramento in proprietà di risonanza magnetica.

Chemical Vapor Deposition di un magnete biologico, Vanadium Tetracyanoethylene

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

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

11.4K Views.  The Ohio State University.  Presentiamo la sintesi del ferrimagnete vanadio tetracyanoethylene base organica (V [TCNE] x, x ~ 2) mediante deposizione chimica in fase vapore a bassa temperatura (CVD). Questa ricetta ottimizzata produce un aumento della temperatura di Curie da 400 K a oltre 600 K e un notevole miglioramento in proprietà di risonanza magnetica. 

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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.

Preparazione del idrofobi Frameworks Metal-Organic tramite Plasma avanzata Chemical Vapor Deposition del perfluoroalcani per la rimozione di ammoniaca

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

Ricerca

Chimica

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.

Ad alta pressione Sapphire cellulare per la fase Equilibri misurazioni di CO<sub&gt; 2</sub&gt; / biologici / Water Systems

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.

Analisi di composti volatili sensibili e ossidazione utilizzando un sistema di aspirazione a freddo e impatto elettronico Spettrometria di Massa

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.

Preparazione di macroporosi Epitassiali Films quarzo su silicio da Solution Chemical Deposition

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.

Sintesi e caratterizzazione di supramolecolari colloidi

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.

Crescita epitassiale di perovskite titanato di stronzio su Germanio 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.

Estrazione frizzante di composti organici volatili combinati con pressioni atmosferiche Ionizzazione chimica quadrupole spettrometria di massa

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.

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition di strutture in ossido di metallo: aste di ossido di zinco

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.

Controllata di polimerizzazione per apertura di anello Photoredox di O- Carboxyanhydrides mediata da complessi di 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.