本研究は、無人車高度なコア技術研究と開発プログラムを通じて、無人車両先端研究センター (UVARC) 科学省、ICT および将来計画、韓国 (によって資金を供給に支えられ2016M1B3A1A01937575)

注意: このプロトコルで使われるいくつかの薬品 (すなわち、バッファー酸化エッチング液、イソプロピル アルコール等) は健康に有害することができます。任意のサンプルの準備が行われる前に、関連するすべての材料の安全データ用紙を参照してください。適切な個人用保護具 (例えば 白衣、安全メガネ、手袋等) を活用し、技術管理 (例えば、ウェット ステーション ヒューム フード等) 腐食液や溶剤を取り扱うとき。
 1。 Si 基板の作製 <ol><li>サイズの正方形の 4 インチウェーハ シリコン (Si) を 2 cm × 2 cm にカット、ダイヤモンド カッターを使用します。色サンプルをするためには、基板は通常カット 2 cm × 2 cm、しかし斜め蒸着用サンプル ホルダーのサイズによっては、大きくすることができます</li>。
	<li>3 s の 注意 のためにバッファー酸化エッチング液 (BOE) の劈開 Si 基板をディップ、ポリテトラフルオロ エチレン (PTFE) 北斗七星を使用してネイティブの酸化を削除する: 安全のための適切な保護を着用してください</li>。
	<li>きれいにアセトン、イソプロピル アルコール (IPA)、および 3 (DI) 純水で順番に劈開 Si 基板それぞれ秒。
	<ol><li>を用いた PTFE 3 分 35 kHz の周波数の超音波風呂でアセトンと劈開 Si 基板を超音波洗浄治具、.</li>
		<li>、アセトンを削除する IPA と劈開 Si 基板をすすいでください</li>。
		<li>クリーニングの最後のステップとして劈開 Si 基板の DI 水でリンスします</li>。
	</ol></li> <li>、水分を除去する乾燥した鉗子でそれを押しながら窒素ブロー銃を持つきれいな基板</li></ol> 2。Au リフレクターの蒸着 <ol><li>鉗子とカーボン テープを使用して、フラット サンプル ホルダーに洗浄された Si 基板を修正し、Ti および Au ソースと電子ビーム蒸着装置のチャンバーにホルダーを配置します</li>。
	<li>は、高真空に到達する 1 h の商工会議所を避難させます。真空チャンバーの基本圧力は 4 x 10 -6 Torr をする必要があります</li>。
	電子の 5-7% <li>預金 10 の厚さに接着層として Ti 層 nm ビーム電源を DC 電圧は 7.5 でマニュアル モードで制御 1 の蒸着率を与える kV Å/秒 
	注: Ti 層ではなく、同じ厚さの Cr 層の接着層として預けられる</li>。
	13-15% 電子の <li>セーフティ 100 の厚さに反射層として Au 層 nm ビーム電源を DC 電圧は 7.5 でマニュアル モードで制御 2 の蒸着率を与える kV Å/秒 
	注: Au 反射層の厚さは 100 より大きい、nm。厚さ 100 nm は Au の光学特性を維持しながら反射層をできるだけ薄くするここで堆積した</li>。
	<li>後の Au 層堆積チャンバをぶちまけるし、サンプルを取る。斜め蒸着用の傾斜試料ホルダーを再読み込みする必要があります</li>。
</ol> 3。斜め蒸着用傾斜試料ホルダーの作製 注: 16、z 軸回転チャックなど、斜め蒸着に使用することができますいくつかの方法がありますが、これが必要です機器の変更や映画は、一度に 1 つの角度でできます堆積だけ。各種蒸着角度による色の変化を効率的に確認するため、サンプルをさまざまな角度で傾斜試料ホルダーを使用しました。精度、金属加工機器を使用して傾斜試料ホルダーを作成できます。しかし、この稿では、簡単に続くことができる簡単な方法を紹介します。
<ol><li>アルミなど簡単に曲げられる金属製の金属プレートを準備します</li>。
	<li>3 2 cm × 5 cm の部分に金属板をカットします</li>。
	<li>短い側を分度器と一緒に床に金属片を修正、押しながら目的蒸着角度 (すなわち、30 °、45 °、および 70 °) には金属を曲げて</li>。
	<li>カーボン テープを使用して 4 インチ試料ホルダーに曲がった金属片をアタッチします</li>。
</ol> 4。斜め堆積の Ge 層 注: このセクションで次の斜め傾斜試料ホルダーと多孔質の Ge 薄膜上に堆積サンプルの 図 1 の模式図を参照してください。蒸着の角度。
<ol><li>0 °、30 °、45 °、70 ° の角度で傾斜サンプル ホルダーにカーボン テープをそれぞれ 4 つの Au 蒸着サンプルを修正します</li>。
	<li>斜め蒸着のため Ge ソースと電子ビーム蒸発器に傾斜試料ホルダーに Au 蒸着サンプルを読み込む</li>。
	<li>は、高真空に到達する 1 h の商工会議所を避難させます。真空チャンバーの基本圧力は 4 x 10 -6 Torr をする必要があります</li>。
	<li>は、電子ビームの出力 DC 電圧は 7.5 でマニュアル モードで制御の 6-8% を着色レイヤーとして Ge 層を堆積 kV、1 の蒸着率を与える Å/秒。4 つのサンプルの Ge 層の成膜厚が 10 nm、15 nm、20 nm と 25 nm の, それぞれ 。
	注: 堆積厚さ 10 nm、15 nm、20 nm と 25 nm 蒸着角度ごとの色の変化の比較を容易にしました。特定の色を達成するために選択できる異なる角度と太さ (5-60 nm).</li>
	<li>後、Ge 層堆積チャンバをぶちまけるし、サンプルを取る</li>。
</ol> 5。大きい区域のための斜め蒸着プロセス 注: 斜め蒸着に使用されるサンプルのサイズが小さい場合は、手順 4 で詳細なプロセスで加工できます。ただし、作製することサンプルのサイズが大きい場合、z 軸 16 に沿って蒸発量の変化による膜の均一性を維持するために困難になります。したがって、別の追加プロセス、手順 5、大きいサンプルを作製し、均一な色を達成するために必要です。
<ol><li>のための 2 インチのウェハ、手順 2 で大きなサンプル上に Au 層を堆積後 45 ° 傾斜試料ホルダーに Au 蒸着の大規模なサンプルを修正します 。
	注: 私たち傾斜試料ホルダーは小さいサンプルに合わせて設計されているため、すべての大規模なサンプルを読み込み (すなわち、0 °、30 °、45 °、70 °) の角度が作成されますサンプル間の干渉。したがって、1 つのプロセスで様々 な角度で斜め大型試料を沈殿するべき大型試料に適した傾斜ホルダーを持っている必要だ</li>。
	<li>が斜め蒸着のため Ge ソースと電子ビーム蒸発器に傾斜試料ホルダーに Au 蒸着した大規模なサンプルをロードします 。
	メモ: サンプルの読み込み、なりませんと、2 番目の堆積層最初の堆積と同じ方向に堆積したのでロードされたサンプルの方向に注意します。便宜上、それをサンプル ホルダーがロードされて、商工会議所の正面を向いているお勧め</li>。
	<li>避難 1 h の商工会議所高真空に到達します。真空チャンバーの基本圧力は 4 x 10 -6 Torr をする必要があります</li>。
	<li>10 の堆積の厚みに着色層として Ge 層を堆積 nm、20 のターゲット厚の半分である nm、7.5 の DC 電圧でマニュアル モードで制御電子ビームの出力の 6-8 %kv、1 の蒸着率を与える Å/秒</li>
	<li>最初の Ge 層の蒸着を完了すると、商工会議所をぶちまけるし、サンプルを再配置、再読み込みする必要があるため、サンプルを取る</li>。
	<li>最初の堆積の位置に関して逆さまである位置で傾斜試料ホルダーにサンプルを修正します</li>。
	<li>ホルダーが最初の堆積と同じ方向に向くように、Ge のソースと傾斜試料ホルダーのサンプルを読み込む</li>。
	<li>は、高真空に到達する 1 h の商工会議所を避難させます。真空チャンバーの基本圧力は 4 x 10 -6 Torr をする必要があります</li>。
	<li>10 の堆積の厚みに着色層として Ge 層を堆積 nm、20 のターゲット厚の半分である nm、7.5 の DC 電圧でマニュアル モードで制御電子ビームの出力の 6-8 %kv、1 の蒸着率を与える Å/秒</li>
	<li>後、Ge 層堆積チャンバをぶちまけるし、サンプルを取る</li>。
</ol>

<ol>
	<li>Macleod, H. A. <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+optical+filters.">Thin-film optical filters.</a> Institute of Physics Publishing. 3, (2001).</li><li>Baumeister, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Coating Technology. , (2004).</li><li>Kats, M. A., Blanchard, R., Genevet, P., Capasso, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanometre+optical+coatings+based+on+strong+interference+effects+in+highly+absorbing+media.">Nanometre optical coatings based on strong interference effects in highly absorbing media.</a> Nat. Mater. 12, 20-24 (2013).</li><li>Kats, M. A., 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=Ultra-thin+perfect+absorber+employing+a+tunable+phase+change+material.">Ultra-thin perfect absorber employing a tunable phase change material.</a> Appl. Phys. Lett. 101 (22), 221101 (2012).</li><li>Lee, K. T., Seo, S., Lee, J. Y., Guo, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+resonance+effect+in+a+lossy+medium-based+Optical+Cavity+for+angle+robust+spectrum+filters.">Strong resonance effect in a lossy medium-based Optical Cavity for angle robust spectrum filters.</a> Adv. Mater. 26 (36), 6324-6328 (2014).</li><li>Song, H., 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=Nanocavity+enhancement+for+ultra-thin+film+optical+absorber.">Nanocavity enhancement for ultra-thin film optical absorber.</a> Adv. Mater. 26 (17), 2737-2743 (2014).</li><li>Yoo, Y. J., Lim, J. H., Lee, G. J., Jang, K. I., Song, Y. 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G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupled-wave+analysis+of+two-dimensional+dielectric+gratings.">Coupled-wave analysis of two-dimensional dielectric gratings.</a> Proc. SPIE. 883, 8-11 (1988).</li><li>Robbie, K., Sit, J. C., Brett, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+techniques+for+glancing+angle+deposition.">Advanced techniques for glancing angle deposition.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 16 (3), 1115-1122 (1998).</li><li>Hawkeye, M. M., Brett, M. 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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+tolerant+a-Si+distributed+Bragg+reflector+fabricated+by+oblique+angle+deposition.">Highly tolerant a-Si distributed Bragg reflector fabricated by oblique angle deposition.</a> Opt. Mater. Exp. 1 (3), 451-457 (2011).</li><li>Harris, K. D., Popta, A. C. V., Sit, J. C., Broer, D. J., Brett, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Birefringent+and+Transparent+Electrical+Conductor.">A Birefringent and Transparent Electrical Conductor.</a> Adv. Funct. Mater. 18 (15), 2147-2153 (2008).</li><li>Fairman, H. S., Brill, M. H., Hemmendinger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+the+CIE+1931+color-matching+functions+were+derived+from+Wright-Guild+data.">How the CIE 1931 color-matching functions were derived from Wright-Guild data.</a> Color Research &amp; Application. 22 (1), 11-23 (1997).</li><li>Oliver, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron-beam&#8211;deposited+distributed+polarization+rotator+for+high-power+laser+applications.">Electron-beam&#8211;deposited distributed polarization rotator for high-power laser applications.</a> Opt. Exp. 22 (20), 23883-23896 (2014).</li></ol>

著者が明らかに何もありません。

従来の薄膜塗料着色3,4,5,6、異なる材料を変えることで厚みを調整、色を制御できます。異なる屈折率を持つ材料の選択は、様々 な色を調整するために制限されています。この制限をリラックス、薄膜塗装に斜め蒸着を悪用されます。蒸着角度によって原子によってレイヤーが変更された Ge の気?...

一般に、薄膜光学コーティングのパフォーマンスはそれらが生産する高反射や透過など光の干渉の種類に基づいています。誘電体薄膜光干渉は四分の一波厚さ (λ/4 n) などの条件を満たすだけで得られます。干渉原則は、ファブリ ・ ペロー干渉計や分散ブラッグ反射器1,2など各種光学用途で使用されている長い間。近年、金属、半導体など高吸水性材料を用いた構造物が広くされている薄膜研究3,4,5,6です。強い光の干渉は、薄膜コーティング反射波以外の些細な変化を生成する金属皮膜で吸収性半導体材料によって取得できます。このタイプの構造では、超薄膜誘電体薄膜コーティングよりもかなり薄くであることができます。
色可変特性と非常に吸収性膜の色純度を改善する方法を検討した最近では、気孔率7を使用しています。成膜の気孔を制御、薄膜媒体の効果的な屈折の変更された8できます。実効屈折率のこの変更では、光学特性を改善することができます。この効果に基づき、我々 は厳密結合波解析 (乾式)9を使用しての計算によって異なる厚さと気孔率極薄カラー フィルムを設計しました。私たちのデザインは、各気孔率7で異なるフィルムの膜厚で色を示します。
斜め蒸着、非常に吸収性の薄膜コーティングの気孔率を制御するための簡単な方法を採用しました。斜め蒸着法は基本的に傾斜基板10と電子ビーム蒸発器など熱蒸発器の代表的な成膜システムを兼ね備えています。斜角入射フラックスの直接11で水蒸気フラックスを達することができない領域を生成するアトミック シャドウを作成します。斜め蒸着法は、様々 な薄膜コーティング アプリケーション12,13,14で広く使用されています。
この作品は、電子ビームの蒸発器を用いて斜め蒸着法による極薄カラー フィルムを製造するためのプロセスを詳しく説明します。また、広域処理のための追加のメソッドが別々 に掲載されています。プロセスの手順に加え作製プロセス中に考慮する必要があるいくつかのメモが詳しく説明します。
我々 は、CIE 色度座標と RGB 値15で表現できるように作製した試料の反射率の測定および分析、カラー情報にそれらを変換するためのプロセスも確認します。さらに、極薄のカラー フィルムの作製プロセスで考慮するべきいくつかの問題を説明します。

<table><tbody><tr><td>&amp;nbsp;KVE-2004L</td><td>Korea Vacuum Tech. Ltd.</td><td></td><td>E-beam evaporator system</td></tr><tr><td>Cary 500</td><td>Varian, USA</td><td></td><td>UV-Vis-NIR spectrophotometer</td></tr><tr><td>T1-H-10</td><td>Elma</td><td></td><td>Ultrasonic bath</td></tr><tr><td>HSD150-03P</td><td>Misung Scientific Co., Ltd</td><td></td><td>Hot plate</td></tr><tr><td>Isopropyl Alcohol (IPA)</td><td>OCI Company Ltd.</td><td></td><td>Isopropyl Alcohol (IPA)</td></tr><tr><td>Buffered Oxide Etch 6:1</td><td>Avantor</td><td></td><td>Buffered Oxide Etch 6:1</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>OCI Company Ltd.</td><td></td><td>Acetone</td></tr><tr><td>4 inch Silicon Wafer</td><td>Hi-Solar Co., Ltd.</td><td></td><td>4 inch Silicon Wafer (P-100, 1 - 20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440 &amp;plusmn; 20 &amp;mu;m)</td></tr><tr><td>2 inch Silicon Wafer</td><td>Hi-Solar Co., Ltd.</td><td></td><td>2 inch Silicon Wafer (P-100, 1 - 20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440 &amp;plusmn; 20 &amp;mu;m)</td></tr></tbody></table>

fabrication of ultra-thin color films with highly absorbing media using oblique angle deposition

超薄膜構造として研究されている広範囲用光学コーティングですが施工の課題は残る。 改善された特性を持つ極薄カラー フィルムを製造する高度な方法を提案します。提案プロセス広域処理を含むいくつかの捏造問題に対処します。具体的には、プロトコルでは、ゲルマニウム (Ge) やシリコン (Si) 基板上の金 (Au) の斜め蒸着用電子ビーム蒸発器を使用して極薄のカラー フィルムを製造するためのプロセスについて説明します。 斜め蒸着による生産フィルムの気孔率は、超薄膜における色の変化を誘導します。色の変化の度合いは蒸着角度、膜厚などの要因に依存します。向上したカラー可変特性と色純度を示した超薄型カラー フィルムのサンプルを作製しました。また、作製した試料の測定反射率は波長の値に変換され色の観点から分析します。私たちの超薄膜加工法は、フレキシブル カラー電極、薄膜太陽電池、光学フィルターなど様々 な超薄膜用途に使用する予定です。また、ここで作製した試料の色を分析するために開発プロセスは広く様々 な color 構造体を調べる場合に役立ちます。

図 2 aは、2 cm × 2 cm 作製したサンプルの画像を示しています。映画は、異なる厚さを持っていたように、サンプルを作製した (すなわち、10 nm、15 nm、20 nm と 25 nm) (すなわち、0 °、30 °、45 °、70 °) さまざまな角度で堆積したと。サンプルの厚さに蒸着角度の組み合わせによって堆積した膜変化の色です。色の変化は、フィルムの気孔率の変更によって発生?...

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

斜め蒸着を使用してメディアを高吸収極薄カラー フィルムの作製

光学コーティングの改良された特性を持つ極薄カラー フィルムを製造する詳細な方法を提案します。電子ビーム蒸発器を用いて斜め蒸着法では、改良された色可変特性と純度をことができます。反射率測定とカラー情報の変換による Ge と Au の Si 基板上の薄膜作製を行った.

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

fabrication-ultra-thin-color-films-with-highly-absorbing-media-using

Research

JoVE Journal

Engineering

8.2K ビュー.  Gwangju Institute of Science and Technology. 光学コーティングの改良された特性を持つ極薄カラー フィルムを製造する詳細な方法を提案します。電子ビーム蒸発器を用いて斜め蒸着法では、改良された色可変特性と純度をことができます。反射率測定とカラー情報の変換による Ge と Au の Si 基板上の薄膜作製を行った.

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

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

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

パルスレーザー蒸着法によるナノエンジニアリング透明導電性酸化物の作製

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

工学

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from the inherent strong electron correlations that reside within them. These materials can also possess electronic phase separation in which regions of vastly different resistive and magnetic behavior can coexist within a single crystal alloy material. By reducing the scale of these materials to length scales at and below the inherent size of the electronic domains, novel behaviors can be exposed. Because of this and the fact that spin-charge-lattice-orbital order parameters each involve correlation lengths, spatially reducing these materials for transport measurements is a critical step in understanding the fundamental physics that drives complex behaviors. These materials also offer great potential to become the next generation of electronic devices 1-3. Thus, the fabrication of low dimensional nano- or micro-structures is extremely important to achieve new functionality. This involves multiple controllable processes from high quality thin film growth to accurate electronic property characterization. Here, we present fabrication protocols of high quality microstructures for complex oxide manganite devices. Detailed descriptions and required equipment of thin film growth, photo-lithography, and wire-bonding are presented.

We describe the use of pulsed laser deposition (PLD), photolithography and wire-bonding techniques to create micrometer scale complex oxides devices. The PLD is utilized to grow epitaxial thin films. Photolithography and wire-bonding techniques are introduced to create practical devices for measurement purposes.

空間的に閉じ込められた複合酸化物の作製

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

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

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

大面積自立超薄ポリマーフィルムの作製

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

化学

Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% of the bulk. The primary advantage of AD is that the deposition takes place entirely at ambient temperature; thereby enabling film growth in material systems with disparate melting temperatures. This report describes in detail the processing steps for preparing the powder and for performing AD using the custom-built system. Representative characterization results are presented from scanning electron microscopy, profilometry, and ferromagnetic resonance for films grown in this system. As a representative overview of the capabilities of the system, focus is given to a sample produced following the described protocol and system setup. Results indicate that this system can successfully deposit 11 &#181;m thick yttrium iron garnet films that are &#160;&#62; 90% of the bulk density during a single 5 min deposition run. A discussion of methods to afford better control of the aerosol and particle selection for improved thickness and roughness variations in the film is provided.

This report describes the use of a custom-built system to perform aerosol deposition of thick films of yttrium iron garnet onto sapphire substrates at RT. The deposited films are characterized using scanning electron microscopy, profilometry, and ferromagnetic resonance to give a representative overview of the capabilities of the technique.

エアロゾルデポジション法を用いて厚い高密度イットリウム鉄ガーネット膜の形成

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

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

バルクヘテロ接合太陽電池の印刷作製と<em&gt;その場で</em&gt;形態キャラクタリゼーション

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

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

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

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

均一な厚さのGeのエレクトロスプレーデポジション<sub&gt; 23</sub&gt; Sbの<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt;と同様に<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt;カルコゲナイドガラスフィルム

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

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA-b-PVDMA), are presented. Due to the high reactivity of azlactone groups towards amine, thiol, and hydroxyl groups, PGMA-b-PVDMA surfaces can be modified with secondary molecules to create chemically or biologically functionalized interfaces for a variety of applications. Previous reports of patterned PGMA-b-PVDMA interfaces have used traditional top-down patterning techniques that generate non-uniform films and poorly controlled background chemistries. Here, we describe customized patterning techniques that enable precise deposition of highly uniform PGMA-b-PVDMA films in backgrounds that are chemically inert or that have biomolecule-repellent properties. Importantly, these methods are designed to deposit PGMA-b-PVDMA films in a manner that completely preserves azlactone functionality through each processing step. Patterned films show well-controlled thicknesses that correspond to polymer brushes (~90 nm) or to highly crosslinked structures (~1-10 &#956;m). Brush patterns are generated using either the parylene lift-off or interface directed assembly methods described and are useful for precise modulation of overall chemical surface reactivity by adjusting either the PGMA-b-PVDMA pattern density or the length of the VDMA block. In contrast, the thick, crosslinked PGMA-b-PVDMA patterns are obtained using a customized micro-contact printing technique and offer the benefit of higher loading or capture of secondary material due to higher surface area to volume ratios. Detailed experimental steps, critical film characterizations, and trouble-shooting guides for each fabrication method are discussed.

Surface fabrication methods for patterned deposition of nanometer thick brushes or micron thick, crosslinked films of an azlactone block co-polymer are reported. Critical experimental steps, representative results, and limitations of each method are discussed. These methods are useful for creating functional interfaces with tailored physical features and tunable surface reactivity.

ブラシのような反応性表面を加工し、アズラクトン官能基化ブロック共重合体の架橋膜

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (Cu variant) entropy-stabilized oxides. Phase pure and chemically homogeneous (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (x = 0.20, 0.27, 0.33) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (x = 0.11, 0.27) ceramic pellets are synthesized and used in the deposition of ultra-high quality, phase pure, single crystalline thin films of the target stoichiometry. A detailed methodology for the deposition of smooth, chemically homogeneous, entropy-stabilized oxide thin films by pulsed laser deposition on (001)-oriented MgO substrates is described. The phase and crystallinity of bulk and thin film materials are confirmed using X-ray diffraction. Composition and chemical homogeneity are confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The surface topography of thin films is measured with scanning probe microscopy. The synthesis of high quality, single crystalline, entropy-stabilized oxide thin films enables the study of interface, size, strain, and disorder effects on the properties in this new class of highly disordered oxide materials.

The synthesis of high quality bulk and thin film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O entropy-stabilized oxides is presented.

バルクと組成バリエーション エントロピー安定化酸化物薄膜合成

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

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

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

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

欠陥を最小限に抑えた多孔質基板へのポリマーフィルムの移送手順

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

Development of Efficient OLEDs from Solution Deposition

The use of highly efficient organic emitters based on the thermally activated delayed fluorescence (TADF) concept is interesting due to their 100% internal quantum efficiency. Presented here is a solution deposition method for the fabrication of efficient organic light-emitting diodes (OLEDs) based on a TADF emitter in a simple device structure. This fast, low-cost, and efficient process can be used for all OLED emissive layers that follow the host-guest concept. The fundamental steps are described along with necessary information for further reproduction. The goal to establish a general protocol that can be easily adapted for principal organic emitters currently under study and development.

Presented here is a protocol for the fabrication of efficient, simple, solution-deposited organic light-emitting diodes with low roll-off.

斜め蒸着を使用してメディアを高吸収極薄カラーフィルムの作製

要約

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パルスレーザー蒸着法によるナノエンジニアリング透明導電性酸化物の作製

空間的に閉じ込められた複合酸化物の作製

大面積自立超薄ポリマーフィルムの作製

エアロゾルデポジション法を用いて厚い高密度イットリウム鉄ガーネット膜の形成

バルクヘテロ接合太陽電池の印刷作製と

均一な厚さのGeのエレクトロスプレーデポジション

ブラシのような反応性表面を加工し、アズラクトン官能基化ブロック共重合体の架橋膜

バルクと組成バリエーションエントロピー安定化酸化物薄膜合成

欠陥を最小限に抑えた多孔質基板へのポリマーフィルムの移送手順

溶液成膜からの高効率有機ELの開発

斜め蒸着を使用してメディアを高吸収極薄カラー フィルムの作製

要約

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パルスレーザー蒸着法によるナノエンジニアリング透明導電性酸化物の作製

空間的に閉じ込められた複合酸化物の作製

大面積自立超薄ポリマーフィルムの作製

エアロゾルデポジション法を用いて厚い高密度イットリウム鉄ガーネット膜の形成

バルクヘテロ接合太陽電池の印刷作製と

均一な厚さのGeのエレクトロスプレーデポジション

ブラシのような反応性表面を加工し、アズラクトン官能基化ブロック共重合体の架橋膜

バルクと組成バリエーション エントロピー安定化酸化物薄膜合成

欠陥を最小限に抑えた多孔質基板へのポリマーフィルムの移送手順

溶液成膜からの高効率有機ELの開発

斜め蒸着を使用してメディアを高吸収極薄カラーフィルムの作製

バルクと組成バリエーションエントロピー安定化酸化物薄膜合成