Name: ultrahigh density array of vertically aligned small-molecular organic nanowires on arbitrary substrates
Uploaded: 2013-06-18T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates at JoVE.com

Dette arbeidet har vært støttet av NSERC, CSEE, nanoBridge og TRLabs.

Som nevnt ovenfor er de to sentrale steg i AAO-basert fremstillingsprosess er (a) syntese av den tomme AAO malen på vilkårlig (primært ledende og / eller gjennomsiktig) substrater (skjematisk beskrivelse i figur 1) og (b) veksten av små molekylære organiske nanotråder innenfor nanopores av AAO mal (figur 2). I dette avsnittet gir vi en detaljert beskrivelse av disse prosessene. En. Vekst av Anodisk Aluminum Oxide (AAO) Maler på ledende underlag som alum...

<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>

Fysisk Picture for Nanowire Vekst Det er først viktig å forstå vekst metoden av de organiske nanotråder. Når vi vet nøyaktig hvordan de vokser og danner seg i porene vi kan bruke dette deponering metode til ingeniør nanostrukturer, enheter og materialer. I det siste har polymer nanotråder blitt fabrikkert ved hjelp av malen tisse prosedyre uten hjelp av en sentrifuge, men for noen materialer som organiske små molekyler, har vi funnet dette å være ineffektiv. På grunn av overflatekje...

En mal-assistert metode er ofte brukt for fabrikasjon av vertikalt orienterte nanowire arrays 1-3. Denne metoden gir grei fabrikasjon av komplekse nanowire geometrier som en aksialt 4-6 eller radielt 7 heterostructured nanowire Superlattice, som ofte er ønskelig i ulike elektroniske og optiske applikasjoner. I tillegg er dette en lav pris, bottom-up nanosynthesis metode med høy gjennomstrømming og allsidighet. Som et resultat, har mal-regisserte metoder fått enorme popularitet blant forskere verden over 2,3. Den grunnleggende ideen av &quot;template-rettet»-metoden er som følger. Først en mal er fabrikkert, som inneholder en rekke vertikalt orienterte sylindriske nanoporer. Deretter ble det ønskede materiale avsatt innenfor nanoporer inntil porene er fylt. Som et resultat av det ønskede materiale fatter pore morfologi og danner en matrise nanowire arrangert innenfor template. Til slutt, avhengig av mål-applikasjonen, kan verten malen fjernes. Imidlertid, ødelegger dette også den vertikale rekkefølge. Geometrien og dimensjonene til de endelige nanostruktu etterligne pore morfologi og dermed syntese av verten mal er en kritisk del av fabrikasjonsprosessen. Ulike typer nanoporøse maler har blitt rapportert i litteraturen åtte. De mest brukte malene inneholder (a) polymer spor-etset membraner, (b) blokk-kopolymerer og (c) anodisk aluminiumoksid (AAO) maler. Å skape polymer spor etset membraner en polymer folie bestråles med høy energi ioner, noe som helt penetrerer folie og la latente ion spor innenfor bulk folie 9. Sporene er så selektivt etset for å skape nanosized kanaler innenfor den polymer folie 9.. De nanosized kanalene kan bli ytterligere utvidet ved en passende etsing trinn. Viktige problemer med denne metode er den ikke-ensartetheten av the nanochannels, mangel på kontroll av plassering, ikke-ensartet relativ avstand mellom de kanaler, lav tetthet (antall kanaler per arealenhet ~ 10 8 / cm 2), og dårlig organisert porøs struktur 1. I blokk-kopolymeren en metode lignende sylindrisk nanoporøse mal først opprettes, etterfulgt av vekst av det ønskede materiale i porene 8. I det siste har metoder (a) og (b) som er nevnt ovenfor er brukt for å fremstille polymer nanowires 8.. Imidlertid kan disse metodene ikke være egnet for å syntetisere nanotråder av vilkårlig organisk materiale på grunn av den potensielle fravær av selektiv etsing under post-prosessering trinn. Etterbehandling innebærer vanligvis demontering av verten malen, som for de nevnte maler ville kreve organiske løsningsmidler. Slike oppløsningsmidler kan ha skadelig virkning på de strukturelle og fysikalske egenskapene av de organiske nanowires. Men disse malene fungerer som ideelle hom til uorganiske nanowires eksempel 10 kobolt, nikkel, kobber og metallisk multilayers 11, som forblir upåvirket i den etseprosess som fjerner polymer verten. En annen potensiell utfordring for de nevnte metoder er den dårlige termiske stabiliteten til vertsgrunnmasse ved høyere temperaturer. Høy temperatur Annealing er ofte nødvendig for å forbedre krystallinitet av de organiske nanowires, noe som indikerer nødvendigheten av god termisk stabilitet av vertsgrunnmasse. Kontrollert elektrokjemisk oksidasjon av aluminium (også kjent som &quot;anodization&quot; av aluminium) er en velkjent industriell prosess og er ofte brukt i bil, kokekar, romfart og andre næringer for å beskytte aluminium overflaten mot korrosjon 12. Naturen av den oksyderte aluminium (eller &quot;anodisk aluminiumoksyd&quot;) avhenger kritisk av pH av elektrolytten som brukes for anodisering. For korrosjons-motstand applikasjoner, er anodization generelt utført med bandet flerek syrer (pH ~ 5-7), som skaper en kompakt, ikke-porøs, &quot;barriere-type&quot; alumina film 12. Imidlertid, hvis elektrolytten er sterkt sur ​​(pH &lt;4), blir oksid &quot;porøs&quot; på grunn av lokal oppløsning av oksyd av H +-ioner. Den lokale elektriske felt over oksyd bestemmer den lokale konsentrasjonen av H +-ioner og dermed overflate pre-mønster forut for anodisering gir en viss kontroll over den endelige porøs struktur. Porene er sylindriske, med liten diameter (~ 10-200 nm) og dermed slike nanoporøse anodiske alumina filmer har blitt brukt mye de siste årene for å syntetisere nanotråder av ulike materialer 2,3. Nanoporøse anodiske aluminiumoksyd-maler tilby bedre termisk stabilitet, høy pore-tetthet, langtrekkende orden pore, og utmerket enkel justerbarhet av pore-diameter, lengde, inter-pore separasjon og pore-tetthet gjennom skjønnsomt valg av anodization parametre såsom pH av elektrolytten og anodisering voltalder 2,3. På grunn av disse grunnene til at vi velger AAO maler som vert matrise for den organiske nanowire vekst. Videre, uorganiske oksyder, så som aluminiumoksyd har høy overflatespenning letter således ensartet spredning av den organiske løsning (lav overflateenergi) på aluminiumoksyd flaten 13.. I tillegg er vårt mål å dyrke disse nanowire arrays direkte på et underlag og / eller transparent substrat. Som et resultat, er pore lukket i den nedre ende, som trenger ytterligere behandling som vi beskriver nedenfor. Vekst av nanowires innenfor et gjennomgående pore-mal og påfølgende overføring til det ønskede substrat er ofte uønsket på grunn av dårlig kvalitet grensesnitt, og denne metoden er ikke engang mulig for kort lengde nanowires (eller tynne templates) på grunn av dårlig mekanisk stabilitet av de tynne maler . π-konjugert organisk materiale kan grovt deles inn i to kategorier: (a) langkjedede konjugert polymerer og (b) liten molekylvekt organisk s<html> emiconductors. Mange grupper har rapportert syntesen av langkjedede polymer nanowires innenfor de sylindriske nanoporer av en AAO mal i det siste. Omfattende gjennomgang på dette temaet er tilgjengelig i refs 8,14. Imidlertid er syntesen av nanotråder av kommersielt viktige små molekylære organiske stoffer (slik som rubrene, tris-8-hydroksykinolin aluminium (ALQ 3), og PCBM) i AAO ekstremt sjeldne. Fysisk damp deponering av rubrene og ALQ 3 innenfor nanopores av AAO mal har blitt rapportert av flere grupper 4,15-17. Imidlertid kan bare et tynt lag (~ 30 nm) av organiske bestanddeler avsettes i porene (~ 50 nm diameter) og forlenget deponering tendens til å blokkere pore inngang 4,16,17. Fullstendig pore fylling kan oppnås på denne metoden hvis porediameter er tilstrekkelig stor (~ 200 nm) 15. Derfor er det viktig å finne en alternativ metode som er anvendelig for porediametere i sub 100 nm. &quot;&gt; En annen tilnærming som har vært brukt i noen andre små-molekylære organiske er en såkalt&quot; mal fukting &quot;metode 8,14. Men i de fleste rapportene tykke kommersielle maler (~ 50 mikrometer) med begge sidene åpne porene og stor diameter (~ 200 nm) har blitt benyttet. slik fremgangsmåte har ikke produsert nanowires på den ene side lukket porer som nevnt før, antagelig på grunn av tilstedeværelsen av innestengt luft lommer i porene, som hindrer infiltrering av oppløsningen inne i porene. Vi har tidligere rapportert en ny metode som overvinner disse utfordringene og tillater vekst av små molekylære organiske nanowire arrays med vilkårlige dimensjoner på ønsket underlaget. I det følgende vil vi beskrive detaljert protokoll, potensielle begrensninger og fremtidige endringer.

<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

I de senere årene π-konjugert organiske halvledere har dukket opp som den aktive materialet i en rekke ulike bruksområder, inkludert store-området og lave kostnader skjermer, Solcellepanel, utskrivbare og fleksibel elektronikk og økologiske spin ventiler. Organics tillate (a) lav pris, lav temperatur prosessering og (b) molekylær-level design av elektroniske, optiske og spin transport egenskaper. Slike funksjoner er ikke lett tilgjengelig for vanlige uorganiske halvledere, som har gjort det mulig organiske å skaffe seg en nisje i silisium-dominerte elektronikk markedet. Den første generasjonen av organisk-baserte enheter har fokusert på tynnfilm geometri, dyrket ved fysisk damp deponering eller løsning behandling. Imidlertid har det blitt realisert at økologiske nanostrukturer kan brukes til å forbedre ytelsen til ovennevnte søknader og betydelig innsats har vært investert i å utforske metoder for økologisk nanostrukturen fabrikasjon. t &quot;&gt; En spesielt interessant klasse av organiske nanostrukturer er en der vertikalt orienterte organiske nanotråder, nanorods eller nanorør er organisert i et godt salgssjefer, high-density array. Slike strukturer er svært allsidig og er ideelle morfologiske arkitekturer for ulike applikasjoner som kjemiske sensorer, split-dipol nanoantennas, photovoltaic enheter med radielt heterostructured &quot;kjerne-skall&quot; nanotråder og minneenheter med en cross-punkt geometri. slik arkitektur er generelt realisert av en mal-rettet tilnærming. Tidligere denne metoden har vært brukt til å dyrke metall og uorganiske halvledere nanowire arrays. mer nylig π-konjugert polymer nanotråder har blitt dyrket innenfor nanoporøse maler. Imidlertid har disse tilnærmingene hatt begrenset suksess i voksende nanotråder av teknologisk viktige π-konjugert små molekylvekt organiske, som tris- 8-hydroxyquinoline aluminium (ALQ 3), rubrene og methanofullerenes, som ofte brukes i ulike områder, inkludert organiske skjermer, Solcellepanel, tynnfilm-transistorer og spintronics. Nylig har vi vært i stand til å løse ovennevnte problemet ved å ansette en roman &quot;sentrifugering-assistert&quot; tilnærming. Denne metode utvider derfor den spektrum av organiske materialer som kan være mønstret på en vertikalt beordret nanowire matrise. På grunn av den teknologiske betydningen av tre ALQ, rubrene og methanofullerenes, kan vår metode brukes til å utforske hvordan nanostrukturering av disse materialene påvirker ytelsen til nevnte organiske enheter. Hensikten med denne artikkelen er å beskrive de tekniske detaljene for den ovenfor nevnte protokoll, viser hvordan denne prosessen kan utvides til å vokse små-molekylære organiske nanowires på vilkårlige underlag og til slutt, for å diskutere de kritiske trinn, begrensninger, mulige modifikasjoner, problemer -skyting og fremtidige applikasjoner.

Som dokumentert av tallene vist nedenfor (figur 5 og 6), produserer denne sentrifugen assistert dråpe casting metoden kontinuerlig nanotråder. De nanowires, fremstille på innsiden av porene i AAO mal, vertikalt linjestilt, ensartede og elektrisk isolert fra hverandre med avkortet bunner. Diameteren på nanowires er bestemt av diameteren av porene i malen. De kan med hell fremstilles på flere forskjellige substrater, noe som fører til den potensielle anvendelsen av disse strukturene...

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

Vi rapporterer en enkel metode for fabrikasjon en ultrahøy tetthet rekke vertikalt bestilt små-molekylære organiske nanotråder. Denne metoden gjør det mulig for syntese av komplekse hybride heterostructured nanowire geometrier, som kan billig dyrket på vilkårlige underlag. Disse strukturene har potensielle anvendelser i organisk elektronikk, optoelektronikk, kjemiske sensing, Solcellepanel og spintronics.

Ultrahøy tetthet Array med vertikalt Small-molekylære Organiske Nanowires på Vilkårlige Underlag

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

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Micropunching Litografi for generering Micro-og submikron-mønstre på Polymer Underlag

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

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

Kontrollere størrelse, form og stabilitet av supramolecular Polymers i 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 ...

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 ...

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 ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Seedless Vekst av Bismuth nanowire Array via Vacuum Thermal Fordampning

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Resonance Raman Spectroscopy of Extreme Nanowires and Other 1D Systems

Resonans Raman spektroskopi av Extreme Nanowires og andre 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 ...

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

En Fabrication Metode for Meget tøyelig Ledere med sølv Nanowires

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

Effekt av Bending på elektriske egenskaper Fleksibel Organic én krystall-baserte felt-effekt transistorer

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

Morphology Control for Fully Printable OrganicÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œInorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

Morfologi Control for Fully utskriftsvennlig Organisk-uorganisk Bulk-hetero solceller basert på en Ti-alkoksyd og halvledende polymer

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

Godt justert loddrett orientert ZnO Nanorod matriser og deres anvendelse i invertert små molekyl solceller

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