Bu çalışma mali NSERC, CSEE, nanoBridge ve TRLabs tarafından desteklenmiştir.

Yukarıda zikredildiği gibi, AAO bazlı imalat işleminde iki anahtar adım (a) isteğe üzerindeki boş AAO şablonunun sentezini (özellikle iletken ve / veya saydam) alt katman (Şekil 1 &#39;de şematik) ve küçük (b) büyüme vardır AAO şablonun nanopores içinde moleküler organik nanotellerin (Şekil 2). Bu bölümde bu süreçlerin ayrıntılı bir açıklamasını. 1. İletken Alüminyum Yüzeyler üzerinde Anodik Alüminyum Oksit (AAO) Şablonlar Büyüme <ol><li> İlk parlatma alüminyum folyo ile nano alümina şablonları oluşturabilir ve daha sonra (veya elektrokimyasal oksidasyon) onları eloksal. Kalınlığı 250 mikron ile yüksek saflıkta cilasız alüminyum küçük (~ 2 x 2 cm 2) sayfa (99,997%) keserek başlayın. </li><li> Elektro yerine, basit bir kimyasal parlatma işlemi 18 kullanılır. Daldırın nitrik-2 x 2 cm 2 yaprak küçük bir sayı80 fosforik asit etchant ° 5 dakika bir ocak C. </li></ol> Not: alüminyum levhalar ön tedavi etmek için kullanılan nitrik-fosforik asit solüsyonu, 15 parça% 68 nitrik asit ve 85 parça% 85 fosforik asittir. Olarak alınmış alüminyum yüzey pürüzlülüğü birkaç mikron, yüzeyde düzgün olmayan bir elektrik alanı oluşturur ve sıralı bir dizi gözenek oluşumunu önler sırasını olduğu için bir parlatma adımı öncesinde anodizasyona gereklidir. Literatürde, elektro bu amaç için yaygın olarak kullanılan 2,3 olmuştur. Ancak, kimyasal parlatma da benzer (ya da daha iyisi) pürüzsüzlük 18 ile cilalı yüzeyler verir ucuz ve kolay bir alternatif vardır. <ol start="3"><li> Aşındırma sonra, 20 dakika boyunca 1 M sodyum hidroksit içinde folyolar nötralize eder. Bu &quot;kimyasal cilalı&quot; folyo şimdi anodize olmaya hazırız. </li><li> Düz hücrelere en parlak alüminyum kağıt yükleyin ve 3% oxal ile 15 dakika için onları anotlamak40 V DC besleme de ik asit. </li></ol> Not: folyo numuneler için, iki aşamalı bir proses anodizasyon 2,3,19 sipariş gözenek geliştirmek için yapılmaktadır. Bu ilk adım, anodizasyon ikinci adım sırasında gözenek büyümesi için başlama yerleri olarak hareket alüminyum / alüminyum oksit arayüzü, önceki Al yüzey ve nano ölçekli gamzeler üzerinde gözenekli bir oksit tabakası oluşturacaktır. <ol start="5"><li> Düz hücreden kaldırarak kromik-fosforik asit etch örnek. 60 sıcak bir plaka üzerinde etchant bir beher örnek bırakın ° C ~ için ilk oksit tabakası kaldırmak için 30 dakika. </li><li> Tüm diğer parametrelerin sabit tutarken, 2.5 dakika boyunca anodizasyon işlemi (adım 1.4) tekrarlayın. Adım (1.4) anodize aynı bölgede tekrar elektrolit maruz kalacağı şekilde, yassı hücre, folyo yeniden düzenlemek için deneyin. </li></ol> Not: son anotlama adım zaman nihai kalınlığını belirleroksit tabakası ve buna uygun olarak değiştirilebilir. 2.5 dk süresi. ~ 500 nm arasında bir film kalınlığı (gözenek boyutu) karşılık gelmektedir. İkinci aşamanın sonunda, iyi düzenlenmiş bir nano-gözeneklere dizi anodik alüminyum tabaka oluşturulur. Anotlama ve gravür döngüsü daha gözenek sipariş geliştirmek için tekrar edilebilir. <ol start="7"><li> Nanopores altındaki bariyer tabakasının ince ve nano-gözeneklere çapı genişletmek için 40 dakika boyunca oda sıcaklığında% 5 fosforik asit daldırmak şablonu. Bu adımdan sonra son nanopore çapı ~ 60-70 nm. </li></ol> 2. Şeffaf yüzeyler üzerinde AAO Şablonları Büyüme (Cam) <ol><li> TiO2 (20 nm, atom katman birikimi), Au (7 nm, püskürtme), Al (1 mikron, püskürtme): sıralı temizlenmiş cam slaytlar aşağıdaki katmanlı sistemi Depozito. </li></ol> Not: Au tabakası anotlama için gerekli bir elektrot, gibi davranır ve şeffaflık 20 bozulmaz &lt;/&gt; Sup. TiO2 Au ve cam yüzey arasında şeffaf bir yapışma tabakası gibi davranır. <ol start="2"><li> Bir iletken gümüş epoksi kullanarak, anodize olduğu alüminyum ince filmin yüzeyine bir folyo elektrot takın. Akım dağılımı arttırırken bu güç kaynağından örnek için uygun bir bağlantı ile sonuçlanır. </li></ol> Not: Daha önce belirtildiği teknikleri parlatma, cam yüzey üzerinde biriken çok az alüminyum olmadığı için alüminyum yüzey düzleştirmek için uygun değildir. Bunun yerine, bu protokol başka anotlama / gravür adım dahil etmek anodizasyon işlemi değiştirir. <ol start="3"><li> Düz hücre için örnek yükleyin ve 30 V DC ön az 3% oksalik asit kullanılarak 4 dakika alüminyum ince film anotlamak. </li><li> Düz hücreden örnek çıkarmadan, sıcak etchant i dökerek 1 saat 60 DI su ve kromik-fosforik asit aşındırma şablon ° C ile hücre yıkayınHücreye n. </li></ol> Not: dağlayıcı bölgesinin sıcaklığı hemen hücre için dökülmüştür sonra azalmaya başlayacaktır. Bu nedenle, bu gravür kalış süresi okside filmin engel olmak için, folyo numuneler için 30 dakika ile 1 saat için artırılır. <ol start="5"><li> Yine hücre yıkayın ve birinci ile aynı koşullar altında bir kez daha anotlamak; 30 V DC besleme az% 3 oksalik asit kullanılarak, 4 dakika süreyle. </li><li> Adım (2.4) tekrarlayın. Düz hücreden örnek çıkarmadan, hücreye sıcak etchant dökerek 1 saat 60 DI su ve kromik-fosforik asit aşındırma şablon ° C ile hücre yıkayın. </li><li> Son kez hücre yıkayın ve 30 V DC 3% oksalik asit kullanılarak üçüncü (ve son) anodizasyon adım gerçekleştirin. Durdurmak için zaman belirlemek için sistemin geçerli izleyin. </li></ol> Not: son sırasında izlenecek mevcut ihtiyaçlarınıodization. Ilk birkaç saniye sonra, mevcut yaklaşık 1-2 mA stabilize. Bu tek tip anotlama gerçekleşiyor gösterir. Anotlama işlemi kalan alüminyum tüketilen sonra, elektrolit solüsyonu (% 3 oksalik asit) akımı anotlama (Şekil 3) keskin bir artışa neden olur temel altın tabaka ile temas gelecek. Bu noktada, anodizasyon durdurulur. Zaman 4 dakika işareti etrafında kabaca olmalıdır. Tek tip bariyer tabakası çözüm ve metal yüzey ayıran çünkü mevcut bu artış folyo örnekleri (Şekil 3) görülmez. <ol start="8"><li> 40 dakika boyunca oda sıcaklığında% 5 fosforik asit içinde şablon daldırarak folyo örnek protokole benzer bir gözenek genişletme adımı yerine getirir. </li></ol> Not:. Bu gözenekleri genişletmek ancak anodizasyon işlemi bariyer katmanı yemiş bu yana ince soldan hiçbiri yoktur FiGüre 4 cam yüzey / 20 nm bir bariyer tabakasının olmaması ile TiO 2/7 nm Au / 500 nm gözenekli Al 2 O 3 katmanlı yapısını gösterir ve net bir şekilde Au ince film altında yatan maruz gözenekleri. Şekil 5a ve 5b boş AAO gösterir sırasıyla folyo ve cam yüzeylerde şablonları. 3. AAO Şablon Gözenekler içinde Küçük Moleküler Organik Nanoteller bir Destekli Büyüme Santrifüj <ol><li> Uygun bir çözücü içinde, küçük molekül ağırlıklı organik doymuş bir solüsyonu hazırlayın. </li></ol> Not: Aşağıdaki organik moleküller ve çözücüler kullanılmıştır: aseton, toluen, kloroform ve PCBM ALQ bölgesindeki 3&#39;te rubrene. Buradan sonra PCBM, ilgi konusu moleküle olarak adlandırılır. <ol start="2"><li> Anodize alan test tüpünün üst karşı karşıya olduğu bir santrifüj test tüpünün alt için şablonlar yerleştirin. Tüp büyük e olmalıdıriçindeki örneğin uyacak şekilde nough. </li></ol> Not: folyo örnekler için, bu folyo desteklemek ve aşağıda tarif edildiği gibi santrifüj sırasında bükülmesini önlemek için, aynı boyda bir gofret kullanmak yararlı olan Şekil 2, örnek santrifüj içinde nasıl monte edildiğini şematik bir açıklama.. <ol start="3"><li> Şablonu tamamen sular altında olduğu gibi yeterli PCBM çözüm ile test tüpü doldurmak için bir pipet kullanın. </li><li> Santrifüj tüp yükleyin ve 6.000 rpm&#39;de 5 dakika çalıştırın. </li></ol> Not: Numunelerin bir açıyla test tüpü içinde monte edildi, test tüpü anodize yüzey santrifüj merkezi (Şekil 2) dönük olacak şekilde monte edilmiş olduğundan emin olun. <ol start="5"><li> Santrifüj durduktan sonra, test tüpleri boşaltma ve tüplerden PCBM çözüm dökün. </li><li> Test tüplerinden şablonları kaldırmak, veya lkuruması için ~ 1 dakika için alttan saçak onları. </li><li> Tekrar 5-10 santrifüj çalışır toplam yapılmıştır o kadar 3,2-3,6 adımları. </li></ol> Not: bu çözücü içinde küçük molekül düşük çözünürlüğü olduğu durumlarda, daha fazla santrifüj çalışır nanopores yatırma daha fazla malzeme yardımcı olacaktır. <ol start="8"><li> Test tüpünün alt numune çıkarılmaktadır ve yavaşça şablon yüzeyi üzerinde kalan herhangi bir malzeme kaldırılması, şablonun yüzeyini temizlemek için toluen (ya da ilgili çözücü) batırılmış bir pamuk bezi kullanın. </li></ol>

<ol>
	<li>Martin, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials:+a+membrane-based+synthetic+approach.">Nanomaterials: a membrane-based synthetic approach.</a> Science. , (1994).</li><li>Pramanik, S., Kanchibotla, B., Sarkar, S., Tepper, G., Bandyopadhyay, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+Self-Assembly+of+Nanostructures:+Fabrication+and+Device+Applications.">Electrochemical Self-Assembly of Nanostructures: Fabrication and Device Applications.</a> Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. 13, 273-332 (2011).</li><li>Kanchibotla, B., Pramanik, S., Bandyopadhyay, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+nanostructures+using+nanoporous+alumina+template.">Self-assembly of nanostructures using nanoporous alumina template.</a> Nano and Molecular Electronics Handbook. Chapter 9, (2007).</li><li>Pramanik, S., Stefanita, C. -. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+extremely+long+spin+relaxation+times+in+an+organic+nanowire+spin+valve.">Observation of extremely long spin relaxation times in an organic nanowire spin valve.</a> Nat. Nano. 2 (4), 216-219 (2007).</li><li>Alam, K. M., Bodepudi, S. C., Starko-Bowes, R., Pramanik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+spin+relaxation+in+rubrene+nanowire+spin+valves.">Suppression of spin relaxation in rubrene nanowire spin valves.</a> Applied Physics Letters. 101 (19), 192403 (2012).</li><li>Alam, K. M., Singh, A. P., Starko-Bowes, R., Bodepudi, S. C., Pramanik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Template-Assisted+Synthesis+of+&#960;-Conjugated+Molecular+Organic+Nanowires+in+the+Sub-100+nm+Regime+and+Device+Implications.">Template-Assisted Synthesis of &#960;-Conjugated Molecular Organic Nanowires in the Sub-100 nm Regime and Device Implications.</a> Advanced Functional Materials. 22 (15), 3298-3306 (2012).</li><li>Zhang, D., Luo, L., Liao, Q., Wang, H., Fu, H., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polypyrrole/ZnS+Core/Shell+Coaxial+Nanowires+Prepared+by+Anodic+Aluminum+Oxide+Template+Methods.">Polypyrrole/ZnS Core/Shell Coaxial Nanowires Prepared by Anodic Aluminum Oxide Template Methods.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 115 (5), 2360-2365 (2011).</li><li>Kim, F. S., Ren, G., Jenekhe, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-Dimensional+Nanostructures+of+&#960;-Conjugated+Molecular+Systems:+Assembly,+Properties,+and+Applications+from+Photovoltaics,+Sensors,+and+Nanophotonics+to+Nanoelectronics.">One-Dimensional Nanostructures of &#960;-Conjugated Molecular Systems: Assembly, Properties, and Applications from Photovoltaics, Sensors, and Nanophotonics to Nanoelectronics.</a> Chem. Mater. 23 (3), 682-732 (2010).</li><li>Brock, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Membrane filtration: a user's guide and reference manual. , (1983).</li><li>Valizadeh, S., George, J., Leisner, P., Hultman, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+deposition+of+Co+nanowire+arrays;+quantitative+consideration+of+concentration+profiles.">Electrochemical deposition of Co nanowire arrays; quantitative consideration of concentration profiles.</a> Electrochimica Acta. 47 (6), 865-874 (2001).</li><li>Nasirpouri, F., Southern, P., Ghorbani, M., Iraji zad, A., Schwarzacher, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GMR+in+multilayered+nanowires+electrodeposited+in+track-etched+polyester+and+polycarbonate+membranes.">GMR in multilayered nanowires electrodeposited in track-etched polyester and polycarbonate membranes.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 308 (1), 35-39 (2007).</li><li>Diggle, J. W., Downie, T. C., Goulding, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodic+oxide+films+on+aluminum.">Anodic oxide films on aluminum.</a> Chemical Reviews. 69 (3), 365-405 (1969).</li><li>Steinhart, M., Wehrspohn, R. B., G&#246;sele, U., Wendorff, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotubes+by+Template+Wetting:+A+Modular+Assembly+System.">Nanotubes by Template Wetting: A Modular Assembly System.</a> Angewandte Chemie International Edition. 43 (11), 1334-1344 (2004).</li><li>Al-Kaysi, R. O., Ghaddar, T. H., Guirado, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+One-Dimensional+Organic+Nanostructures+Using+Anodic+Aluminum+Oxide+Templates.">Fabrication of One-Dimensional Organic Nanostructures Using Anodic Aluminum Oxide Templates.</a> Journal of Nanomaterials. 2009, 1-14 (2009).</li><li>Lee, J. W., Kim, K., 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=Light-Emitting+Rubrene+Nanowire+Arrays:+A+Comparison+with+Rubrene+Single+Crystals.">Light-Emitting Rubrene Nanowire Arrays: A Comparison with Rubrene Single Crystals.</a> Advanced Functional Materials. 19 (5), 704-710 (2009).</li><li>Pramanik, S., Bandyopadhyay, S., Garre, K., Cahay, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+and+inverse+spin-valve+effect+in+organic+semiconductor+nanowires+and+the+background+monotonic+magnetoresistance.">Normal and inverse spin-valve effect in organic semiconductor nanowires and the background monotonic magnetoresistance.</a> Physical Review B. 74 (23), 235329 (2006).</li><li>Alam, K. M., Pramanik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-field+magnetoresistance+in+nanowire+organic+spin+valves.">High-field magnetoresistance in nanowire organic spin valves.</a> Physical Review B. 83 (24), 245206 (2011).</li><li>Alam, K. M., Singh, A. P., Bodepudi, S. C., Pramanik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+hexagonally+ordered+nanopores+in+anodic+alumina:+An+alternative+pretreatment.">Fabrication of hexagonally ordered nanopores in anodic alumina: An alternative pretreatment.</a> Surface Science. 605 (3-4), 441-449 (2011).</li><li>Masuda, H., Hasegwa, F., Ono, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Ordering+of+Cell+Arrangement+of+Anodic+Porous+Alumina+Formed+in+Sulfuric+Acid+Solution.">Self-Ordering of Cell Arrangement of Anodic Porous Alumina Formed in Sulfuric Acid Solution.</a> Journal of The Electrochemical Society. 144 (5), L127-L130 (1997).</li><li>Stec, H. M., Williams, R. J., Jones, T. S., Hatton, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrathin+Transparent+Au+Electrodes+for+Organic+Photovoltaics+Fabricated+Using+a+Mixed+Mono-Molecular+Nucleation+Layer.">Ultrathin Transparent Au Electrodes for Organic Photovoltaics Fabricated Using a Mixed Mono-Molecular Nucleation Layer.</a> Advanced Functional Materials. 21 (9), 1709-1716 (2011).</li><li>Schettino, V., Pagliai, M., Ciabini, L., Cardini, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Vibrational+Spectrum+of+Fullerene+C60.">The Vibrational Spectrum of Fullerene C60.</a> J. Phys. Chem. A. 105, 11192-11196 (2001).</li><li>Lee, Y., Lee, S., Kim, K., Lee, J., Han, K., Kim, J., Joo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+nanoparticle+of+organic+p-type+and+n-type+hybrid+materials:+nanoscale+phase+separation+and+photovoltaic+effect.">Single nanoparticle of organic p-type and n-type hybrid materials: nanoscale phase separation and photovoltaic effect.</a> J. Mater. Chem. 22, 2485-2490 (2012).</li><li>Bodepudi, S. C., Bachman, D., Pramanik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Highly+Ordered+Cylindrical+Nanopores+with+Modulated+Diameter+Using+Anodic+Alumina.">Fabrication of Highly Ordered Cylindrical Nanopores with Modulated Diameter Using Anodic Alumina.</a> , 1-4 (2011).</li><li>Vlad, A., Melinte, S., M&#225;t&#233;fi-Tempfli, M., Piraux, L., M&#225;t&#233;fi-Tempfli, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vertical+Nanowire+Architectures:+Statistical+Processing+of+Porous+Templates+Towards+Discrete+Nanochannel+Integration.">Vertical Nanowire Architectures: Statistical Processing of Porous Templates Towards Discrete Nanochannel Integration.</a> Small. 6 (18), 1974-1980 (2010).</li><li>Jo, S. H., Kim, K. -. H., Lu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Density+Crossbar+Arrays+Based+on+a+Si+Memristive+System.">High-Density Crossbar Arrays Based on a Si Memristive System.</a> Nano Letters. 9 (2), 870-874 (2009).</li><li>Haberkorn, N., Gutmann, J. S., Theato, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Template-Assisted+Fabrication+of+Free-Standing+Nanorod+Arrays+of+a+Hole-Conducting+Cross-Linked+Triphenylamine+Derivative:+Toward+Ordered+Bulk-Heterojunction+Solar+Cells.">Template-Assisted Fabrication of Free-Standing Nanorod Arrays of a Hole-Conducting Cross-Linked Triphenylamine Derivative: Toward Ordered Bulk-Heterojunction Solar Cells.</a> ACS Nano. 3 (6), 1415-1422 (2009).</li><li>Aryal, M., Buyukserin, F., 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=Imprinted+large-scale+high+density+polymer+nanopillars+for+organic+solar+cells.">Imprinted large-scale high density polymer nanopillars for organic solar cells.</a> Journal of Vacuum Science &amp; Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. 26 (6), 2562 (2008).</li><li>Lee, J. H., Kim, D. W., 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=Enhanced+solar-cell+efficiency+in+bulk-heterojunction+polymer+systems+obtained+by+nanoimprinting+with+commercially+available+AAO+membrane+filters.">Enhanced solar-cell efficiency in bulk-heterojunction polymer systems obtained by nanoimprinting with commercially available AAO membrane filters.</a> Small (Weinheim an Der Bergstrasse, Germany). 5 (19), 2139-2143 (2009).</li><li>Allen, J. E., Black, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+Power+Conversion+Efficiency+in+Bulk+Heterojunction+Organic+Solar+Cells+with+Radial+Electron+Contacts.">Improved Power Conversion Efficiency in Bulk Heterojunction Organic Solar Cells with Radial Electron Contacts.</a> ACS Nano. 5 (10), 7986-7991 (2011).</li><li>Slota, J. E., He, X., Huck, W. T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+nanoscale+morphology+in+polymer+photovoltaic+devices.">Controlling nanoscale morphology in polymer photovoltaic devices.</a> Nano Today. 5 (3), 231-242 (2010).</li><li>Chidichimo, G., Filippelli, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Solar+Cells:+Problems+and+Perspectives.">Organic Solar Cells: Problems and Perspectives.</a> International Journal of Photoenergy. 2010, 1-11 (2010).</li><li>O'Carroll, D. M., Fakonas, J. S., Callahan, D. M., Schierhorn, M., Atwater, 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=Metal-Polymer-Metal+Split-Dipole+Nanoantennas.">Metal-Polymer-Metal Split-Dipole Nanoantennas.</a> Advanced Materials. 24 (23), (2012).</li><li>Zheng, J. Y., Yan, 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=Hydrogen+Peroxide+Vapor+Sensing+with+Organic+Core/Sheath+Nanowire+Optical+Waveguides.">Hydrogen Peroxide Vapor Sensing with Organic Core/Sheath Nanowire Optical Waveguides.</a> Advanced Materials. 24 (35), (2012).</li><li>Zhang, L., Meng, F., 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=A+novel+ammonia+sensor+based+on+high+density,+small+diameter+polypyrrole+nanowire+arrays.">A novel ammonia sensor based on high density, small diameter polypyrrole nanowire arrays.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 142 (1), 204-209 (2009).</li><li>Cui, Q. H., Jiang, L., Zhang, C., Zhao, Y. S., Hu, W., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coaxial+Organic+p-n+Heterojunction+Nanowire+Arrays:+One-Step+Synthesis+and+Photoelectric+Properties.">Coaxial Organic p-n Heterojunction Nanowire Arrays: One-Step Synthesis and Photoelectric Properties.</a> Advanced Materials. 24 (17), 2332-2336 (2012).</li><li>Duvail, J. L., Long, Y., Cuenot, S., Chen, Z., Gu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+electrical+properties+of+conjugated+polymer+nanowires+with+the+diameter.">Tuning electrical properties of conjugated polymer nanowires with the diameter.</a> Applied Physics Letters. 90, 102114 (2007).</li><li>Briseno, A. L., Mannsfeld, S. C. B., Jenekhe, S. A., Bao, Z., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introducing+organic+nanowire+transistors.">Introducing organic nanowire transistors.</a> Materials Today. 11 (4), 38-47 (2008).</li><li>Kippelen, B., Br&#233;das, J. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+photovoltaics.">Organic photovoltaics.</a> Energy &amp; Environmental Science. 2 (3), 251-261 (2009).</li><li>G&#252;nes, S., Neugebauer, H., Sariciftci, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conjugated+polymer-based+organic+solar+cells.">Conjugated polymer-based organic solar cells.</a> Chemical Reviews. 107 (4), 1324-1338 (2007).</li><li>Coakley, K. M., McGehee, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conjugated+Polymer+Photovoltaic+Cells.">Conjugated Polymer Photovoltaic Cells.</a> Chem. Mater. 16 (23), 4533-4542 (2004).</li></ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.

Nanotel Büyüme için fiziksel Resim Tamamen organik nanoteller büyüme yöntemi anlamak için ilk önemlidir. Bir kere biz onlar büyümeye ve mühendis Nano, cihaz ve malzeme için bu birikimi yöntemi kullanabilirsiniz gözenekleri kendilerini formu tam olarak biliyorum. Geçmişte, polimer tellerden bir santrifüj yardımı olmadan şablon ıslatma işlemi kullanılarak imal edilmiştir, ancak bu tür organik küçük moleküller gibi bazı malzemeler için, bu etkisiz olduğu bulduk. Ç?...

Şablon destekli yöntem yaygın 1-3 dikey nanotel diziler üretim için kullanılır. Bu yöntem, genellikle çeşitli elektronik ve optik uygulamalarında arzu edilebilecek bir eksenel veya radyal olarak 4-6 7 heterostructured tellerin superorgü gibi kompleks tellerin geometrilerin basit bir imalat sağlar. Buna ek olarak, bu yüksek üretim ve çok yönlü bir düşük maliyetli, aşağıdan yukarı doğru nanosynthesis yöntemdir. Sonuç olarak, şablon yönelik yöntemleri 2,3 dünya çapında araştırmacılar arasında büyük popülerlik kazanmıştır. &quot;Şablonu-yönettiği yöntemi&quot; temel fikri aşağıdaki gibidir. Önce bir şablon dikey silindirik nanopores bir dizi içeren, imal edilir. Gözenekler doldurulur kadar sonra, arzu edilen materyali proseste nano-gözeneklerin içinde yatırılır. Sonuç olarak arzu edilen materyali gözenek morfolojisi kabul eder ve T içinde barındırılan bir dizi oluşturan tellerinemplate. Son olarak, hedef uygulamaya bağlı olarak, ana şablon kaldırılabilir. Ancak, bu da dikey bir düzende yok eder. Geometrisi ve son nanoyapıların boyutları gözenek morfolojisi ve dolayısıyla ana şablon sentezi taklit üretim sürecinin önemli bir parçasıdır. Nano şablon çeşitli literatürde 8&#39;de rapor edilmiştir. En yaygın olarak kullanılan şablonlar (a) polimer parça kazınmış membranlar, (b) blok kopolimerleri ve (c) anodik alüminyum oksit (AAO) şablonları içerir. Polimer parça kazınmış membranlar oluşturmak için bir polimer folyo tamamen folyo nüfuz eder ve dökme folyo 9 içinde gizli iyon parça bırakmak yüksek enerjili iyonlar ile ışınlanır. Parçalar daha sonra seçici polimer folyo 9 içinde nano boyutlu kanalları oluşturmak için kazınmış. Nano boyutlu kanallar daha uygun bir dağlama adım genişletilebilir. Bu yöntemle önemli sorunlar inci olmayan muntazame nanochannels, yer kontrol eksikliği, kanallar arasında homojen olmayan göreceli mesafe, düşük yoğunluklu (birim alan başına kanal sayısı ~ 10 8 / cm 2), ve kötü gözenekli yapısı 1 emretti. Blok kopolimerin yöntemde benzer bir silindirik şablon nano ilk gözenek 8 dahilinde istenilen malzeme büyüme takip oluşturulur. Geçmişte, yöntem (a) ve (b) Yukarıda belirtilen polimer nanotellerin 8 imal etmek için kullanılmıştır. Ancak, bu yöntemler sonrası işleme adımları sırasında seçici aşındırma potansiyel olmaması nedeniyle rasgele bir organik materyal tellerden sentezlenmesi için uygun olmayabilir. Post-işlem tipik olarak yukarıda bahsedilen şablonları için organik çözücüler gerektirecektir ana şablon çıkarılması, içerir. Bu tür çözücüler, organik nanotellerinin yapısal ve fiziksel özellikleri üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabilir. Ancak, bu şablonlar ideal bir ho olarak çalışmak10, kobalt, nikel, bakır ve polimer ana kaldırır aşındırma işleminde kısıtlanmaz metalik çok katmanlı 11 gibi inorganik nanotellerin için STS. Yukarıda bahsedilen yöntemler için bir diğer potansiyel sorun daha yüksek sıcaklıklarda ev sahibi matriks en kötü termal stabilitesi olan. Tavlama Yüksek sıcaklık genellikle ev sahibi matriks arasında iyi bir termal stabilitesi gerekliliğini gösteren organik nanokablolar kristalinite geliştirmek için gereklidir. Alüminyum Kontrollü elektrokimyasal oksidasyon (aynı zamanda alüminyum &quot;anotlama&quot; olarak da bilinir) iyi bilinen bir endüstriyel proses ve yaygın otomobil, tencere, havacılık ve korozyona 12 alüminyum yüzey korumak için diğer sektörlerde kullanılmaktadır. Oksitlenmiş alüminyum (ya da &quot;anodik alümina&quot;) doğası anotlama için kullanılan elektrolit pH&#39;ına kritik bağlıdır. Korozyon direnci uygulamalar için, genellikle wea anodizasyon ile gerçekleştirilirkompakt, gözeneksiz, &quot;bariyer tipi&quot; alümina filmi 12 oluşturmak k asit (pH ~ 5-7),. Elektrolit (pH &lt;4) güçlü asidik olan, ancak, oksit nedeniyle H + iyonları ile oksitin lokal çözülmesi için &quot;gözenekli&quot; olur. Oksit genelinde yerel elektrik alan ön desenlendirme önce anotlama dolayısıyla yerel H + iyonları konsantrasyonu ve yüzey belirleyen son gözenekli yapısı üzerinde bir miktar kontrol sunuyor. Gözenekler küçük çaplı (~ 10-200 nm) ve bu nedenle bu tür nano anodik alümina filmler çeşitli malzemelerin 2,3 nanotellerin sentezlemek için son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır, silindirik vardır. Nanogözenekli anodik alümina şablonları gibi elektrolit ve anotlama volt pH olarak anotlama parametrelerin akıllıca bir seçim ile iyi termal stabilite, yüksek gözenek yoğunluğu, uzun menzilli gözenek sırası ve gözenek çapı mükemmel tunability, uzunluk, arası gözenek ayırma ve gözenek yoğunluğu sunuyoryaş 2,3. Bu nedenlerden dolayı biz organik nanotel büyümesi için ana matris olarak AAO şablonları seçin. Bundan başka, örneğin, alüminyum oksit gibi inorganik oksitler ve böylece, alüminyum oksit yüzeyi 13 organik çözelti (düşük yüzey enerjisi) uygulanması tip kolaylaştırıcı, yüksek yüzey enerjisine sahiptir. Buna ek olarak, amacımız doğrudan iletken ve / veya şeffaf yüzey bu nanotel diziler büyümektir. Sonuç olarak, gözenek Aşağıda açıklanan ek dikkate ihtiyacı alt ucunda kapalıdır. Ince şablonları zayıf mekanik stabilite nedeniyle aracılığıyla-gözenek şablon ve istenilen yüzeye sonraki transfer içinde nanotellerin Büyüme genellikle kötü arayüzü kalitesi nedeniyle istenmeyen ve bu yöntem kısa uzunlukta nanoteller (ya da ince şablonları) için bile mümkün değildir . π-konjuge organik maddeler olarak iki ana kategoriye ayrılabilir: (a) uzun zincirli bir eşlenik polimerler ve (b), küçük molekül ağırlıklı organik temizle<html> emiconductors. Birçok grup geçmişte bir AAO şablonun silindirik proseste nano-gözeneklerin içinde uzun zincirli bir polimer nanotellerinin sentezi bildirilmiştir. Bu konuda kapsamlı bir inceleme refs 8,14 mevcuttur. Ancak, AAO ticari olarak önemli küçük moleküler organik nanotellerin sentezi (örneğin rubrene, tris-8-hidroksikinolin alüminyum (ALQ 3), ve PCBM gibi) son derece nadirdir. AAO şablon nanopores içinde rubrene ve ALQ 3 fiziksel buhar biriktirme çeşitli gruplar 4,15-17 tarafından bildirilmiştir. Bununla birlikte, organik madde sadece ince bir tabaka (~ 30 mil) gözenekleri içinde biriken (~ 50 nm çapında) ve uzun süreli kaplama gözenek giriş 4,16,17 engelleme eğilimi olabilir. Gözenek çapı 15 (~ 200 nm) yeterince büyük ise, tam bir boşluk doldurma bu yöntemde elde edilebilir. Bu nedenle, alt 100 nm aralığında gözenek çapları için geçerli olan alternatif bir yöntem bulmak için önemlidir. Şablon ıslatma &quot;yöntemi 8,14&quot;&gt; diğer bazı küçük moleküllü organik için kullanılan diğer bir yaklaşım, bir sözde &quot;sağlanır. Bununla birlikte, çoğu raporlarda tarafı açık gözenekler ve büyük çaplı hem de kalın ticari bir şablon (~ 50 mm) (~ 200 nm) olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem, bir-yan tellerden üretmedi önce, muhtemelen gözenekleri içinde çözelti infiltrasyonu önler gözenekleri içinde sıkışmış hava cepleri varlığı nedeniyle belirtildiği gibi kapalı gözenekli. Biz Daha önce bu zorlukları üstesinden gelir ve istenilen yüzeye keyfi boyutları ile küçük molekül organik nanotel diziler büyüme sağlayan yeni bir yöntem rapor. ne şu, biz ayrıntılı bir protokol, potansiyel sınırlamalar ve gelecek değişiklikler anlatacağız.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagents</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Toluene</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>T324-4</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>68% Nitric Acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A200-212</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>85% Phosphoric Acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A242-4</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>10% Chromic Acid</td>
			<td>RICCA Chemical Company</td>
			<td>2077-32</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>10% Oxalic Acid</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>FW.90.04</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C607-4</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Aluminum Sheets</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>7429-90-5</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PCBM</td>
			<td>Nano-C</td>
			<td>Nano-CPCBM-BF</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Alq3</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>444561-5G</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Rubrene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>551112-1G</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>FlexAL Atomic Layer Deposition (ALD)</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td></td>
			<td>For deposition of TiO2</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PVD Sputter System</td>
			<td>Kurt J. Lesker</td>
			<td></td>
			<td>For deposition of Au &amp; Al</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Flat Cell</td>
			<td>Princeton Applied Research</td>
			<td>K0235</td>
			<td>For anodization of Al</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>HERMLE Labnet</td>
			<td>Z206 A</td>
			<td>For deposition of organic nanowires</td>
		 </tr>
	 </tbody>
 </table>

ultrahigh density array of vertically aligned small-molecular organic nanowires on arbitrary substrates

Son yıllarda π-konjuge organik yarı iletkenler geniş alan, düşük maliyetli görüntüler, fotovoltaik, yazdırılabilir ve esnek elektronik ve organik dönüş vanaları dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar bir dizi aktif madde olarak ortaya çıkmıştır. Organik (a) düşük maliyetli, düşük sıcaklık işleme ve, elektronik optik ve spin ulaşım özellikleri (b) moleküler düzey tasarım sağlar. Bu özellikler organik silikon-egemen elektronik pazarında kendine yer edinmeyi sağlamıştır ana inorganik yarı iletkenler, için hazır değildir. Organik tabanlı cihazlar ilk nesil fiziksel buhar biriktirme ya da çözüm işleme büyümüştür ince film geometrileri, odaklanmıştır. Ancak, organik nano yukarıda belirtilen uygulamaların performansını artırmak için kullanılabilir ve önemli çaba organik nano üretim yöntemleri keşfetmek yatırım olduğunu gerçekleştirilmiştir. t &quot;&gt; organik Nano bir özellikle ilginç sınıf dikey organik nanoteller, nanorods veya nanotüpler iyi disiplinli, yüksek yoğunluklu dizi organize edildiği biridir. Bu tür yapılar çok yönlü ve böyle çeşitli uygulamalar için idealdir morfolojik mimarilerdir kimyasal sensörler, split-dipol nano antenler, radyal heterostructured &quot;çekirdek-kabuk&quot; nanotellerin ile fotovoltaik aygıtlar ve bir çapraz nokta geometrisi ile bellek cihazları. olarak böyle mimarisi genel bir şablon yönelik yaklaşımla gerçekleştirilir. Geçmişte bu yöntem olmuştur metal ve inorganik yarı iletken nanotel diziler büyümek için kullanılır. Daha yakın π-konjuge polimer nanoteller nano şablonları içinde büyüdü edilmiştir. Ancak bu yaklaşımlar gibi teknolojik önemli π-konjuge küçük molekül ağırlıklı organik artan nanoteller, sınırlı bir başarı oldu tris- 8-hidroksikuinolin alüminyum (ALQ 3), rubrene ve Methyaygın organik görüntüler, fotovoltaik, ince film transistörler ve spintronics dahil olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılmaktadır anofullerenes,. Yakın zamanda yeni bir &quot;santrifüj-destekli&quot; yaklaşımı kullanılarak yukarıda bahsedilen sorunu gidermek mümkün olmuştur. Dolayısıyla bu yöntem, dikey olarak sıralanmıştır tellerin dizide desenli olabilir organik maddelerin spektrumunu genişletmektedir. ALQ 3, rubrene ve methanofullerenes ve teknolojik önemi nedeniyle, bizim yöntem bu malzemelerin nanoyapılandırma konusu organik cihazların performansını nasıl etkilediğini keşfetmek için kullanılabilir. Bu makalenin amacı, yukarıda belirtilen protokolün teknik ayrıntıları tanımlamak için, kritik adımlar, sınırlamalar, olası değişiklikler, sorun tartışmak, bu süreç keyfi yüzeylerde ve son olarak küçük molekül organik nanoteller büyümeye uzatılabilir nasıl göstermek -çekim ve gelecekteki uygulamalar.

Gibi (Şekil 5 ve 6) aşağıda gösterilen rakamlar ile kanıtlandığı gibi, bu santrifüj destekli açılan döküm yöntemi sürekli tellerden üretir. AAO şablonun gözenekler içine fabrikasyon nanokablolar, dikey kaplı altları ile bir diğerinden, uyumlu düzgün ve elektriksel olarak izole edilir. Nanotellerinin çapı şablon gözenek çapına bağlı olarak belirlenmektedir. Onlar başarılı sonra belirtilen birçok cihazlarda bu yapıların potansiyel uygulama neden fark...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates at JoVE.com

Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates

Biz dikey olarak sipariş küçük moleküler organik nanotellerin bir ultra yüksek yoğunluklu dizi imalatı için basit bir yöntem rapor. Bu yöntem ucuz keyfi yüzeylerde yetiştirilebilir karmaşık heterostructured hibrid nanotel geometri, sentezi sağlar. Bu yapılar organik elektronik, optoelektronik, kimyasal algılama, fotovoltaik ve spintronics potansiyel uygulamalar var.

Keyfi Yüzeyler üzerinde Dikey dizilmiş Küçük-moleküler Organik Nanoteller bir ultra yüksek Yoğunluk Dizi

In  recent years &pi;-conjugated  organic semiconductors have emerged as the active material in a number of  diverse applications including large-area, ...

ultrahigh-density-array-vertically-aligned-small-molecular-organic

Research

JoVE Journal

Engineering

14.9K Görüntüleme.  University of Alberta. Biz dikey olarak sipariş küçük moleküler organik nanotellerin bir ultra yüksek yoğunluklu dizi imalatı için basit bir yöntem rapor. Bu yöntem ucuz keyfi yüzeylerde yetiştirilebilir karmaşık heterostructured hibrid nanotel geometri, sentezi sağlar. Bu yapılar organik elektronik, optoelektronik, kimyasal algılama, fotovoltaik ve spintronics potansiyel uygulamalar var.

Video: Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of low weight, easy tailoring of properties and a wide spectrum of applications2,3. Due to sensitivity of conducting polymers to environmental conditions (e.g., air, oxygen, moisture, high temperature and chemical solutions), lithographic techniques present significant technical challenges when working with these materials4. For example, current photolithographic methods, such as ultra-violet (UV), are unsuitable for patterning the conducting polymers due to the involvement of wet and/or dry etching processes in these methods. In addition, current micro/nanosystems mainly have a planar form5,6. One layer of structures is built on the top surfaces of another layer of fabricated features. Multiple layers of these structures are stacked together to form numerous devices on a common substrate. The sidewall surfaces of the microstructures have not been used in constructing devices. On the other hand, sidewall patterns could be used, for example, to build 3-D circuits, modify fluidic channels and direct horizontal growth of nanowires and nanotubes.
A macropunching method has been applied in the manufacturing industry to create macropatterns in a sheet metal for over a hundred years. Motivated by this approach, we have developed a micropunching lithography method (MPL) to overcome the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. Like the macropunching method, the MPL also includes two operations (Fig. 1): (i) cutting; and (ii) drawing. The "cutting" operation was applied to pattern three conducting polymers4, polypyrrole (PPy), Poly(3,4-ethylenedioxythiophen)-poly(4-styrenesulphonate) (PEDOT) and polyaniline (PANI). It was also employed to create Al microstructures7. The fabricated microstructures of conducting polymers have been used as humidity8, chemical8, and glucose sensors9. Combined microstructures of Al and conducting polymers have been employed to fabricate capacitors and various heterojunctions9,10,11. The "cutting" operation was also applied to generate submicron-patterns, such as 100- and 500-nm-wide PPy lines as well as 100-nm-wide Au wires. The "drawing" operation was employed for two applications: (i) produce Au sidewall patterns on high density polyethylene (HDPE) channels which could be used for building 3D microsystems12,13,14, and (ii) fabricate polydimethylsiloxane (PDMS) micropillars on HDPE substrates to increase the contact angle of the channel15.

A micropunching lithography approach is developed to generate micro- and submicron-patterns on top, sidewall and bottom surfaces of polymer substrates. It overcomes the obstacles of patterning conducting polymers and generating sidewall patterns. This method allows rapid fabrication of multiple features and is free of aggressive chemistry.

Mikro ve mikron altı-desen Polimer yüzeyler üzerine oluşturuluyor için Litografi Micropunching

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

Mühendislik

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do so is highly important in view of a number of applications in functional soft matter including electronics, biomedical engineering, and sensors. In the past, successful strategies to control the size and shape of supramolecular polymers typically focused on the use of templates2,3, end cappers4 or selective solvent techniques5. 
Here we disclose a strategy based on self-assembling discotic amphiphiles that leads to the control over stack length and shape of ordered, chiral columnar aggregates. By balancing electrostatic repulsive interactions on the hydrophilic rim and attractive non-covalent forces within the hydrophobic core of the polymerizing building block, we manage to create small and discrete spherical objects6,7. Increasing the salt concentration to screen the charges induces a sphere-to-rod transition. Intriguingly, this transition is expressed in an increase of cooperativity in the temperature-dependent self-assembly mechanism, and more stable aggregates are obtained. 
For our study we select a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) core connected to a hydrophilic metal chelate via a hydrophobic, fluorinated L-phenylalanine based spacer (Scheme 1). The metal chelate selected is a Gd(III)-DTPA complex that contains two overall remaining charges per complex and necessarily two counter ions. The one-dimensional growth of the aggregate is directed by &pi;-&pi; stacking and intermolecular hydrogen bonding. However, the electrostatic, repulsive forces that arise from the charges on the Gd(III)-DTPA complex start limiting the one-dimensional growth of the BTA-based discotic once a certain size is reached. At millimolar concentrations the formed aggregate has a spherical shape and a diameter of around 5 nm as inferred from 1H-NMR spectroscopy, small angle X-ray scattering, and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). The strength of the electrostatic repulsive interactions between molecules can be reduced by increasing the salt concentration of the buffered solutions. This screening of the charges induces a transition from spherical aggregates into elongated rods with a length &gt; 25 nm. Cryo-TEM allows to visualise the changes in shape and size. In addition, CD spectroscopy permits to derive the mechanistic details of the self-assembly processes before and after the addition of salt. Importantly, the cooperativity -a key feature that dictates the physical properties of the produced supramolecular polymers- increases dramatically upon screening the electrostatic interactions. This increase in cooperativity results in a significant increase in the molecular weight of the formed supramolecular polymers in water.

The goal of this experiment is to determine and control the size, shape and stability of self-assembled discotic amphiphiles in water. For aqueous based supramolecular polymers such level of control is very difficult. We apply a strategy using both repulsive and attractive interactions. The experimental techniques applied to characterize this system are broadly applicable.

Su Supramoleküler Polimerlerin Boyut, Şekil ve Stabilite Kontrolü

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information support1,2,3. In this context, metal nanowires are especially desirable for realizing dense routing networks4. A prerequisite to operate such shared nanowire-based platform relies on our ability to electrically contact individual metal nanowires and efficiently excite surface plasmon polaritons5 in this information support. In this article, we describe a protocol to bring electrical terminals to chemically-synthesized silver nanowires6 randomly distributed on a glass substrate7. The positions of the nanowire ends with respect to predefined landmarks are precisely located using standard optical transmission microscopy before encapsulation in an electron-sensitive resist. Trenches representing the electrode layout are subsequently designed by electron-beam lithography. Metal electrodes are then fabricated by thermally evaporating a Cr/Au layer followed by a chemical lift-off. The contacted silver nanowires are finally transferred to a leakage radiation microscope for surface plasmon excitation and characterization8,9. Surface plasmons are launched in the nanowires by focusing a near infrared laser beam on a diffraction-limited spot overlapping one nanowire extremity5,9. For sufficiently large nanowires, the surface plasmon mode leaks into the glass substrate9,10. This leakage radiation is readily detected, imaged, and analyzed in the different conjugate planes in leakage radiation microscopy9,11. The electrical terminals do not affect the plasmon propagation. However, a current-induced morphological deterioration of the nanowire drastically degrades the flow of surface plasmons. The combination of surface plasmon leakage radiation microscopy with a simultaneous analysis of the nanowire electrical transport characteristics reveals the intrinsic limitations of such plasmonic circuitry.

Silver nanowires can simultaneously transport electrons and optical information in the form of surface plasmons. A procedure is described here to realize such a shared circuitry and the limitations at propagating both information carriers are evaluated.

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and reduction half reactions, and fast electron (hole) diffusion and charge separation. Nanowires present suitable architectures to meet these requirements. Axially segmented Ag|ZnO and radially segmented (coaxial) TiO2-Ag nanowires with a diameter of 200 nm and a length of 6-20 &#181;m were made by templated electrodeposition within the pores of polycarbonate track-etched (PCTE) or anodized aluminum oxide (AAO) membranes, respectively. In the photocatalytic experiments, the ZnO and TiO2 phases acted as photoanodes, and Ag as cathode. No external circuit is needed to connect both electrodes, which is a key advantage over conventional photo-electrochemical cells. For making segmented Ag|ZnO nanowires, the Ag salt electrolyte was replaced after formation of the Ag segment to form a ZnO segment attached to the Ag segment. For making coaxial TiO2-Ag nanowires, a TiO2 gel was first formed by the electrochemically induced sol-gel method. Drying and thermal annealing of the as-formed TiO2 gel resulted in the formation of crystalline TiO2 nanotubes. A subsequent Ag electrodeposition step inside the TiO2 nanotubes resulted in formation of coaxial TiO2-Ag nanowires. Due to the combination of an n-type semiconductor (ZnO or TiO2) and a metal (Ag) within the same nanowire, a Schottky barrier was created at the interface between the phases. To demonstrate the photocatalytic activity of these nanowires, the Ag|ZnO nanowires were used in a photocatalytic experiment in which H2 gas was detected upon UV illumination of the nanowires dispersed in a methanol/water mixture. After 17 min&#160;of illumination, approximately 0.2 vol% H2 gas was detected from a suspension of ~0.1 g of Ag|ZnO nanowires in a 50 ml 80 vol% aqueous methanol solution.

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Procedures are outlined to prepare segmented and coaxial nanowires via templated electrodeposition in nanopores. As examples, segmented nanowires consisting of Ag and ZnO segments, and coaxial nanowires consisting of a TiO2 shell and a Ag core were made. The nanowires were used in photocatalytic hydrogen formation experiments.

Hazırlık ve foto Aktif Bölümlü Ag Kullanım | ZnO ve Koaksiyel TiO<sub&gt; 2</subTemplated elektrodepozisyon tarafından yapılmıştır&gt;-Ag Nanoteller

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and ...

Resonance Raman Spectroscopy of Extreme Nanowires and Other 1D Systems

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the presence of carbon nanotubes. These nanowires are extreme in the sense that they are the limit of miniaturization of nanowires and their behavior is not always a simple extrapolation of the behavior of larger nanowires as their diameter decreases. The paper then describes the methods required to obtain Raman spectra from extreme nanowires and the fact that due to the van Hove singularities that 1D systems exhibit in their optical density of states, that determining the correct choice of photon excitation energy is critical. It describes the techniques required to determine the photon energy dependence of the resonances observed in Raman spectroscopy of 1D systems and in particular how to obtain measurements of Raman cross-sections with better than 8% noise and measure the variation in the resonance as a function of sample temperature. The paper describes the importance of ensuring that the Raman scattering is linearly proportional to the intensity of the laser excitation intensity. It also describes how to use the polarization dependence of the Raman scattering to separate Raman scattering of the encapsulated 1D systems from those of other extraneous components in any sample.

The paper describes a method for producing extreme nanowires by melt infiltration into carbon nanotubes and how 1D systems may be characterized and investigated using Resonance Raman Spectroscopy to determine vibrational and optical excitation energies.

Aşırı Nanotel ve Diğer 1D Sistemleri Rezonans Raman Spektroskopisi

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the ...

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of stretchable electronic devices is the preparation of stretchable conductors with great mechanical stability. In this study, we developed a simple fabrication method to chemically solder the contact points between silver nanowire (AgNW) networks. AgNW nanomesh was first deposited on a glass slide via spray coating method. A reactive ink composed of silver nanoparticle (AgNPs) precursors was applied over the spray coated AgNW thin films. After heating for 40 min, AgNPs were preferentially generated over the nanowire junctions to solder the AgNW nanomesh, and reinforced the conducting network. The chemically modified AgNW thin film was then transferred to polyurethane (PU) substrates by casting method. The soldered AgNW thin films on PU exhibited no obvious change in electrical conductivity under stretching or rolling process with elongation strains up to 120%.

A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.

Gümüş Nanotel ile son derece Gerilebilir İletkenler için bir Fabrikasyon Yöntemi

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of ...

Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling immensely. However, in soft electronics, in which organic semiconductors play a critical role, the devices will be bent or folded repeatedly. The effect of bending on the crystal packing and thus the charge transport is crucial to the performance of the device. In this manuscript, we describe the protocol to bend a single crystal of 5,7,12,16-tetrachloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) in the field-effect transistor configuration and to obtain reproducible I-V characteristics upon bending the crystal. The results show that bending a field-effect transistor prepared on a flexible substrate results in nearly reversible yet opposite trends in charge mobility, depending on the bending direction. The mobility increases when the device is bent toward the top gate/dielectric layer (upward, compressive state) and decreases when bent toward the crystal/substrate side (downward, tensile state). The effect of bending curvature was also observed, with greater mobility change resulting from higher bending curvature. It is suggested that the intermolecular &#960;-&#960; distance changes upon bending, thereby influencing the electronic coupling and the subsequent carrier transport ability.

This manuscript describes the bending process of an organic single crystal-based field-effect transistor to maintain a functioning device for electronic property measurement. The results suggest that bending causes changes in the molecular spacing in the crystal and thus in the charge hopping rate, which is important in flexible electronics.

Esnek Organik Tek Kristal tabanlı Alan etkili Transistörler Elektrik Özelliklerine Bükme etkisi

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling ...

Morphology Control for Fully Printable Organic&#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting material. However, fullerene derivatives are air-sensitive; therefore, air-stable material is needed as an alternative. In the present study, we propose and describe the properties of Ti-alkoxide as an alternative electron-accepting material to fullerene derivatives to create highly air-stable BHJ solar cells. It is well-known that controlling the morphology in the photoactive layer, which is constructed with fullerene derivatives as the electron acceptor, is important for obtaining a high overall efficiency through the solvent method. The conventional solvent method is useful for high-solubility materials, such as fullerene derivatives. However, for Ti-alkoxides, the conventional solvent method is insufficient, because they only dissolve in specific solvents. Here, we demonstrate a new approach to morphology control that uses the molecular bulkiness of Ti-alkoxides without the conventional solvent method. That is, this method is one approach to obtain highly efficient, air-stable, organic-inorganic bulk-heterojunction solar cells.

Morphology Control for Fully Printable Organic&amp;#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

A method for fully printable, fullerene-free, highly air-stable, bulk-heterojunction solar cells based on Ti alkoxides as the electron acceptor and the electron-donating polymer fabrication is described here. Moreover, a method for controlling the morphology of the photoactive layer through the molecular bulkiness of the Ti-alkoxide units is reported.

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting ...

Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule (SMPV1) and [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM), by utilizing ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO NRs that grew on both a sputtered and sol-gel processed AZO seed layer are fabricated. Compared with the AZO thin film prepared by the sol-gel method, the sputtered AZO thin film exhibits better crystallization and lower surface roughness, according to X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM) measurements. The orientation of the ZnO NRs grown on a sputtered AZO seed layer shows better vertical alignment, which is beneficial for the deposition of the subsequent active layer, forming better surface morphologies. Generally, the surface morphology of the active layer mainly dominates the fill factor (FF) of the devices. Consequently, the well-aligned ZnO NRs can be used to improve the carrier collection of the active layer and to increase the FF of the solar cells. Moreover, as an anti-reflection structure, it can also be utilized to enhance the light harvesting of the absorption layer, with the power conversion efficiency (PCE) of solar cells reaching 6.01%, higher than the sol-gel based solar cells with an efficiency of 4.74%.

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The well-aligned vertically oriented ZnO NRs exhibit high crystalline properties. The power conversion efficiency of solar cells can reach 6.01%.

İyi hizalanmış dikey odaklı ZnO Nanorod diziler ve kendi uygulama içinde ters küçük molekül güneş hücreleri

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule ...