Name: formation of thick dense yttrium iron garnet films using aerosol deposition
Uploaded: 2015-05-15T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition at JoVE.com

SDJ erkentelijk voor de steun van de Amerikaanse Vereniging voor engineering Onderwijs / NRL Postdoctoral Fellowship Program, gesprekken met Konrad Bussmann (NRL) en Mingzhong Wu (Colorado State University) op de magnetische eigenschappen van materialen, en Ron Holm (NRL) voor zijn aandeel in het ontwerp en de uitvoering van de NRL AD systeem.

1. Poeder Voorbereiding <ol><li> Zeef zoals ontvangen yttrium ijzer granaat (YIG) poeder te verkrijgen 100-150 g agglomeraten afmeting kleiner dan 53 pm. </li><li> Plaats de gezeefde poeder in een oven te drogen gedurende ten minste 24 uur bij een temperatuur hoger dan 300 ° C. </li></ol> 2. Voorbereiding van de ondergrond <ol><li> Schoon een substraat van gewenste grootte, bijvoorbeeld 3 mm x 3 mm middels aceton daarna isopropanol. Droog met stikstofgas. </li></ol><p class="jove_ti...

<ol>
	<li>Akedo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Room+Temperature+Impact+Consolidation+(RTIC)+of+Fine+Ceramic+Powder+by+Aerosol+Deposition+Method+and+Applications+to+Microdevices.">Room Temperature Impact Consolidation (RTIC) of Fine Ceramic Powder by Aerosol Deposition Method and Applications to Microdevices.</a> J. of Therm. Spray tech. 17, 181 (2008).</li><li>Hahn, B. D., Park, D. -. S., Choi, J. -. J., Ryu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoconductive+hydroxyapatite+coated+PEEK+for+spinal+fusion+surgery.">Osteoconductive hydroxyapatite coated PEEK for spinal fusion surgery.</a> Appl. Surf. Sci. 283, 6-11 (2013).</li><li>Johnson, S. D., 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=Aerosol+Deposition+of+Yttrium+Iron+Garnet+for+Fabrication+of+Ferrite-Integrated+On-Chip+Inductors.">Aerosol Deposition of Yttrium Iron Garnet for Fabrication of Ferrite-Integrated On-Chip Inductors.</a> IEEE Trans. on Magnetics. 51 (05), (2015).</li><li>Johnson, S. D., Kub, F. J., Eddy, 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=ZnS/Diamond+Composite+Coatings+for+Infrared+Transmission+Applications+Formed+by+the+Aerosol+Deposition+Method.">ZnS/Diamond Composite Coatings for Infrared Transmission Applications Formed by the Aerosol Deposition Method.</a> Proceedings of SPIE. 8708, 87080T-87081T (2013).</li><li>Han, G., Ryu, J., Yoon, W. -. H., Choi, J. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+electrode+and+substrate+on+the+fatigue+behavior+of+PZT+thick.">Effect of electrode and substrate on the fatigue behavior of PZT thick.</a> Ceram. Int. 38 (1), S241-S244 (2012).</li><li>Ryu, J., Baek, C. -. W., Lee, Y. -. S., Oh, N. -. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+Multiferroic+Properties+in+BiFeO3-Ba(Cu1/3Nb2/3)O-3.">Enhancement of Multiferroic Properties in BiFeO3-Ba(Cu1/3Nb2/3)O-3.</a> Film. J. Am. Ceram. Soc. 94 (2), 355-358 (2011).</li><li>Park, C. -. S., Ryu, J., Choi, J. -. J., Park, D. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Giant+Magnetoelectric+Coefficient+in+3-2+Nanocomposite+Thick+Films.">Giant Magnetoelectric Coefficient in 3-2 Nanocomposite Thick Films.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 48 (8), 1 (2009).</li><li>Ryu, J., Park, D. -. S., Schmidt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-plane+impedance+spectroscopy+in+aerosol+deposited+NiMn2O4+negative.">In-plane impedance spectroscopy in aerosol deposited NiMn2O4 negative.</a> J. Appl. Phys. 109 (11), 112722 (2011).</li><li>Yoon, W. -. H., Ryu, J., Choi, J. -. J., Hahn, B. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Thermoelectric+Properties+of+Textured+Ca3Co4O9+Thick+Film+by+Aerosol+Deposition.">Enhanced Thermoelectric Properties of Textured Ca3Co4O9 Thick Film by Aerosol Deposition.</a> J. Am. Ceram. Soc. 93 (8), 2125-2127 (2010).</li><li>Ryu, J., Kim, K. -. Y., Choi, J. -. J., Hahn, B. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+Dielectric+Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7+Thin+Films+on+a+Cu-Polyimide+Foil.">Flexible Dielectric Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7 Thin Films on a Cu-Polyimide Foil.</a> J. Am. Ceram. Soc. 92 (2), 524-527 (2009).</li><li>Hahn, B. -. D., Lee, J. -. M., Park, D. -. S., Choi, J. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+and+in+vitro+biological+performances+of+hydroxyapatite-carbon.">Mechanical and in vitro biological performances of hydroxyapatite-carbon.</a> Acta Biomater. 8 (8), 3205-3214 (2009).</li><li>Choi, J. -. J., Cho, K. -. S., Choi, J. -. H., Ryu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+annealing+temperature+on+solid+oxide+fuel+cells+containing+(La,Sr)+(Ga,Mg,Co)O3-&#948;+electrolyte+prepared+by+aerosol+deposition.">Effects of annealing temperature on solid oxide fuel cells containing (La,Sr) (Ga,Mg,Co)O3-&#948; electrolyte prepared by aerosol deposition.</a> Mater. Lett. 70, 44-47 (2012).</li><li>Ryu, J., Hahn, B. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+Photocatalytic+TiO2+Thin+Films+by+Aerosol+Deposition.">Porous Photocatalytic TiO2 Thin Films by Aerosol Deposition.</a> J. Am. Ceram. Soc. 93 (1), 55-58 (2010).</li><li>Harris, V. 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=Recent+advances+in+processing+and+applications+of+microwave+ferrites.">Recent advances in processing and applications of microwave ferrites.</a> J. of Magn. and Magn. Mat. 321, 2035 (2009).</li><li>Kang, Y. -. M., Ulyanov, A. N., Yoo, S. -. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FMR+linewidths+of+YIG+films+fabricated+by+ex+situ+post-annealing+of+amorphous+films+deposited+by+rf+magnetron+sputtering.">FMR linewidths of YIG films fabricated by ex situ post-annealing of amorphous films deposited by rf magnetron sputtering.</a> Phys. Stat. Sol. (a). 204 (3), 763-767 (2007).</li><li>Popova, E., 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=Perpendicular+magnetic+anisotropy+in+ultrathin+yttrium+iron+garnet+films+prepared+by+pulsed+laser+deposition+technique).">Perpendicular magnetic anisotropy in ultrathin yttrium iron garnet films prepared by pulsed laser deposition technique).</a> J. of Vac. Sci. Techn. A. 19 (5), 2567-2570 (2001).</li><li>Sun, 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=Growth+and+ferromagnetic+resonance+properties+of+nanometer-thick+yttrium.">Growth and ferromagnetic resonance properties of nanometer-thick yttrium.</a> Appl. Phys. Lett. 101 (15), 082405 (2012).</li><li>Kalarickal, S. S., Krivosik, P., Das, J., Kim, K. S., Patton, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave+damping+in+polycrystalline+Fe-Ti-N+films:+Physical+mechanisms+and+correlations+with+composition+and+structure.">Microwave damping in polycrystalline Fe-Ti-N films: Physical mechanisms and correlations with composition and structure.</a> Phys. Rev. B. 77, 054427 (2008).</li><li>Johnson, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+Ferrite-Integrated+On-Chip+Inductors+Using+Aerosol+Deposition.">Advances in Ferrite-Integrated On-Chip Inductors Using Aerosol Deposition.</a> Magnetics Business &amp; Technology Magazine. 10, (2014).</li><li>Johnson, S. D., Glaser, E. R., Cheng, S. -. F., Kub, F., Eddy Jr, ., R, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+As-Deposited+and+Sintered+Yttrium+Iron+Garnet+Thick+Films+Formed+by+Aerosol.">Characterization of As-Deposited and Sintered Yttrium Iron Garnet Thick Films Formed by Aerosol.</a> Appl. Phys. Express. 7, 035501 (2014).</li><li>Lee, D. -. W., Nam, S. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+Affecting+Surface+Roughness+of+Al2O3+Films+Deposited+on+Cu+Substrates+by+an+Aerosol+Deposition+Method.">Factors Affecting Surface Roughness of Al2O3 Films Deposited on Cu Substrates by an Aerosol Deposition Method.</a> J. of Ceramic Proc. Research. 11, 100 (2010).</li><li>Glass, H. L., Elliott, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attainment+of+the+Intrinsic+FMR+Linewidth+in+Yttrium+Iron+Garnet+Films+Grown+by+Liquid+Phase+Epitaxy.J.">Attainment of the Intrinsic FMR Linewidth in Yttrium Iron Garnet Films Grown by Liquid Phase Epitaxy.J.</a> Cryst. Growth. 34, 285 (1976).</li></ol>

De SEM afbeelding in figuur 4 geeft aan dat significante breuk en verdichting optreedt gedurende het depositieproces. Het beeld wordt genomen van het bovenoppervlak van de film, waarin een aantal holten en granen toont. De waarneembare gebied is het laatste van het materiaal af te zetten en dus niet onder de verdere impact en verdichtingswerkwijze latere deeltjes zoals geïllustreerd door inslag van deeltjes 2 en 3 in figuur 1. De film densiteit binnen het volume van het monster worden ...

Aerosol depositie (AD) is een dikke-film depositie proces lagen kunnen produceren tot enkele honderden micrometers dik met een dichtheid van meer dan 95% van de massa 1. Het depositieproces vindt waarschijnlijk plaats door een continu proces van botsing breuk of vervorming, adhesie en verdichting van de deeltjes. Figuur 1 toont dit proces een serie stappen tonen deeltje effect en verdichting in meerdere stappen. Zoals getoond, bewegen de deeltjes naar het substraat met een typische snelheid van 100-500 m / sec. Aangezien de oorspronkelijke deeltjes botsing met het substraat zij breken en zich aan het substraat. Deze verankering laag verschaft de mechanische hechting tussen het substraat en de bulk film. Als volgende effecten optreden de onderliggende deeltjes steeds gebroken, gehandeld, en verder verdicht. Dit proces van voortdurende impact breuk, en verdichting werkt om de onderliggende film comprimeren en Bond de crystallites en produceren van een film met een dichtheid bereikt van meer dan 95% van het stortgoed. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/52843/52843fig1.jpg" /> Figuur 1. Illustratie van het depositieproces. Paneel A toont drie deeltjes bewegen naar het substraat met een typische snelheid van 100-500 m / sec. Paneel B toont de resultaten van de botsing breuk en hechting van het eerste deeltje. Panelen C en D tonen het volgende effect van de tweede en derde deeltjes, die verder compact onderliggende film en hechten de kristallieten. Het resultaat is een film met een dichtheid van meer dan 95% van de bulk materiaal (gereproduceerd met toestemming van referentie 19). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52843/52843fig1highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> Het belangrijkste voordeel van AD is de DEPOSvulle gebeurt volledig bij omgevingstemperatuur RT; waardoor het mogelijk filmgroei, bijvoorbeeld een hoogsmeltende temperaturen materiaal (uitgangspoeder) op een laagsmeltend temperatuur substraat. De afzetting tarief kan oplopen tot enkele micrometers per minuut en wordt uitgevoerd bij gematigde vacuum voorwaarden van 1-20 Torr in de afzettingskamer. De werkwijze geeft de mogelijkheid om op te schalen tot zeer grote afzetting ruimtes slotte kan conformally deponeren. 2 Er zijn verschillende materiaalsystemen bestudeerd door AD voor allerlei toepassingen, zoals inductors 3, slijtvaste coatings 4, piezoelectrics 5, multiferroica 6, magnetoelectrics 7 8 thermistors, thermo films 9, flexibele diëlektrica 10, hard weefsel implantaten en bioceramics 11, vaste elektrolyten 12 en 13 fotokatalysatoren. Voor toepassingen op magnetron apparaten, magnetische films van Several honderden micrometers dikte nodig die idealiter direct in de printplaat elementen geïntegreerd. Een uitdaging bij het ​​realiseren van dit integratie het regime hoge temperatuur die nodig is voor het vervaardigen van ferriet films (zie recensie van Harris et al. 14), zoals yttrium ijzer granaat (YIG). Om deze reden AD lijkt een natuurlijke keuze voor het realiseren van potentiële nieuwe ontwikkelingen in magnetische geïntegreerde schakeling technologie. De low-cost operatie, hoge depositie snelheid en eenvoud van AD heeft belangstelling door onderzoekers in Duitsland, Frankrijk, Japan, Korea aangespoord, en nu in de Verenigde Staten. Figuur 2 is een tekening waarin de basis-setup om aerosol depositie voeren. De druk wordt gecontroleerd op de locaties gemarkeerd P AC, P DC, en P H voor de aerosol kamer, afzettingskamer en opvoerhoogte, respectievelijk. De gasstroom, bestuurd door de massastroomregelaar (MFC), komt in de aerosolkamer en aerosolizes het poeder. De afzetting kamer wordt gepompt naar het drukverschil tussen de twee kamers veroorzaken die de stroom deeltjes door de rechthoekige (0,4 mm x 4,8 mm) nozzle opening. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/52843/52843fig2.jpg" /> Figuur 2. De belangrijkste componenten in de NRL ADM-systeem. De druk wordt gecontroleerd op de locaties gemarkeerd P AC, P DC, en P H voor de aerosol kamer, afzettingskamer en opvoerhoogte, respectievelijk. Zie tekst voor details. (Copyright (2014) De Japan Society of Applied Physics, overgenomen uit referentie 20). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52843/52843fig2highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> De gemiddelde grootte van een individuele YIG deeltje in dit werk is 0,5 urn. Het effect van agglomeratie veroorzaakt dezekleine deeltjes veel grotere agglomeraten die variëren in grootte van ongeveer 10 urn tot ongeveer 400 urn. Controle van het agglomeraat grootte en de levering tarief is essentieel voor het bereiken van een dichte goed gevormde film. Dit vereist configuratie van een aerosol kamer die grootte selectie en uniforme deeltjesflux laat in de afzettingskamer. Het poeder is vooraf gezeefd om eventuele agglomeraten groter dan 53 micrometer voordat het in de aërosolkamer geladen verwijderen. De aerosol kamerconfiguratie gebruikt in dit werk wordt geïllustreerd in figuur 3. Stikstofgas komt binnen door vier inlaatmondstukken (twee zijn getoond in figuur 3) bij de onderkant van de kamer. Het gas reageert met de YIG poeder (groene) produceren een aërosol omvattende een verdeling van geagglomereerde deeltjesgrootte kleiner dan 53 urn. Een roerder bij de basis van de aërosolkamer van een roestvast stalen plaat continu getrild om het poeder blijven bewegen naarde gasstroom. De agglomeraten beïnvloeden een 45 urn filter, die slechts agglomeraten afmetingen kleiner dan 45 urn tot de mondstukinlaat voeren. Bij binnenkomst in de mondstukinlaat de agglomeraten worden versneld tot een grote snelheid en uitgestoten in de afzettingskamer (niet getoond) om de afzetting te voeren. Een roestvrij stalen staaf verbindt de bodem van het filter aan de basis van de roerder (niet getoond) om te helpen bij-de verstopping van de filter. <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/52843/52843fig3.jpg" /> Figuur 3. Illustratie van de interne configuratie aerosol kamer, met filter, inlaat nozzles en YIG poeder getoond. Zie tekst voor details. Dit rapport beschrijft de experimentele procedure om AD te voeren met behulp van de custom-built systeem hierboven beschreven om dichte films van YIG produceren. Representatieve resultaten voor een 11 micrometer dikke film geproduceerd in dit systeem worden gepresenteerd met behulp van scanning elektronenmicroscopie (SEM), dikte profielen en ferromagnetische resonantie (FMR). De gepresenteerde resultaten zijn niet bedoeld om een diepgaande studie van de magnetische eigenschappen of materiële structuur van de film, maar als een demonstratie van de door deze techniek films. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52843/52843fig3highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ferromagnetic Resonance Spectrometer</td>
			<td>www.bruker.com/</td>
			<td>9.5 GHz Spectrometer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning Electron Microscope</td>
			<td>www.zeiss.com</td>
			<td>LEO Supra 55</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Profilometer</td>
			<td>www.kla-tencor.com/</td>
			<td>D-120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>www.microscopes.com</td>
			<td>Omano Stereo Microscope</td>
			<td>Used for inspection directly after removal from deposition chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-sided Copper Tape</td>
			<td>www.2spi.com</td>
			<td>05085A-AB</td>
			<td>hold-down clips or other adhesives may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile Exam Gloves</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>19-130-1597D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>A451SK-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>A11-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yttrium Iron Garnet Powder</td>
			<td>www.trans-techinc.com/</td>
			<td>Call for Product Information</td>
			<td>Powder is custom made to order and ground to specifications</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Spoon</td>
			<td>www.fishersci.com</td>
			<td>14-429E</td>
			<td>Used for scooping and transferring powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alumina Boats</td>
			<td>www.coorstek.com/</td>
			<td>65580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drying Furnace</td>
			<td>www.paragonweb.com</td>
			<td>KM14 ceramic furnace</td>
			<td>Furnace is connected to air during drying</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powder Sieves</td>
			<td>www.advantechmfg.com/</td>
			<td>270SS8F</td>
			<td>A selection of mesh openings are needed to sieve from large down to target size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra High Purity Nitrogen Gas</td>
			<td>www.praxairdirect.com</td>
			<td>NI 5.0UH-3K</td>
			<td>Used as medium for aerosol.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air Breathing Quality</td>
			<td>www.praxairdirect.com</td>
			<td>AI BR-4KN</td>
			<td>Used inside furnace during drying</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Balance</td>
			<td>www.balances.com/</td>
			<td>Sartorius ED224S Lab Balance</td>
			<td>Used for weighing powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sapphire Wafers</td>
			<td>www.pmoptics.com/</td>
			<td>PWSP-313211</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

formation of thick dense yttrium iron garnet films using aerosol deposition

Aerosol depositie (AD) is een dikke-film depositie proces lagen kunnen produceren tot enkele honderden micrometers dik met een dichtheid van meer dan 95% van de massa. Het belangrijkste voordeel van AD is dat de afzetting gebeurt volledig bij omgevingstemperatuur; waardoor de groei film staat in materiaal systemen met disparate smelttemperaturen. Dit rapport beschrijft in detail de processtappen voor het bereiden van het poeder en voor het uitvoeren van AD met behulp van de custom-built systeem. Representatieve karakterisatieresultaten worden van scanning elektronenmicroscopie, profilometrie en ferromagnetische resonantie films uit het betrokken systeem. Als een representatief overzicht van de mogelijkheden van het systeem, wordt aandacht besteed aan een monster geproduceerd volgens de beschreven protocol en systeeminstellingen. De resultaten geven aan dat dit systeem met succes 11 pm dik yttrium ijzer granaat films die&gt; 90% van de stortdichtheid kan deponeren tijdens een 5 min depositie run. Een bespreking van werkwijzen waardoor een betere controle van de spuitbus en deeltjesselectie voor verbeterde dikte en ruwheid variaties in de film wordt verstrekt.

Na de afzetting is voltooid, wordt het beklede substraat uit de depositiekamer en gecontroleerd met een optische stereomicroscoop. De monsters worden doorgaans geborsteld en gewassen met isopropanol om overtollig poeder dat bleef gedurende opnieuw onder druk naar de atmosfeer te verwijderen. Film karakterisering werd uitgevoerd op de representatieve hier gepresenteerde resultaten met behulp van scanning elektronenmicroscopie om de morfologie van de film te evalueren, profilometrie de filmdikte, uniformiteit en ruwheid e...

Watch this Scientific Journal Video about Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition at JoVE.com

Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Dit rapport beschrijft het gebruik van een custom-built systeem om aerosol depositie van dikke lagen van yttrium ijzer granaat uit te voeren op saffier substraten bij RT. De afgezette films worden gekarakteriseerd met behulp van scanning elektronenmicroscopie profilometrie en ferromagnetische resonantie een representatief overzicht van de mogelijkheden van de techniek geven.

Vorming van Dik Dense Yttrium Iron Granaat Films Met behulp van Aerosol Deposition

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

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabricage van Nano-engineered transparante geleidende oxides door gepulste laser depositie

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

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Speciatie en biologische beschikbaarheid Metingen van Milieu Plutonium gebruik van Diffusion in Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Electrospray Afzetting van uniforme dikte Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; En As<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalcogenide Glass Films

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

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

Fabricage van Films van de ultra-dunne kleur met zeer absorberen van Media met behulp van schuine hoek depositie

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

An Analog Macroscopic Technique for Studying Molecular Hydrodynamic Processes in Dense Gases and Liquids

Een analoge macroscopische techniek voor de studie van moleculaire hydrodynamische processen in dichte gassen en vloeistoffen

An analog, macroscopic method for studying molecular-scale hydrodynamic processes in dense gases and liquids is described. The technique applies a ...

Production of Single Tracks of Ti-6Al-4V by Directed Energy Deposition to Determine the Layer Thickness for Multilayer Deposition

Productie van enkele Tracks van Ti-6Al-4V door afzetting van gerichte energie om te bepalen van de laagdikte voor gelaagde afzetting

Directed Energy Deposition (DED), which is an additive manufacturing technique, involves the creation of a molten pool with a laser beam where metal ...

Atomic Layer Deposition of Vanadium Dioxide and a Temperature-dependent Optical Model

Atomische laag depositie van Vanadium kooldioxide en een temperatuur-afhankelijke optische Model

Vanadium dioxide is a material that has a reversible metal-insulator phase change near 68 &#176;C. To grow VO2 on a wide variety of substrates, with ...

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Controle van de film te bestuderen van de bijdragen van golven te druppel effect dynamiek op dunne stroomt vloeistof Films

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

Plasma-geassisteerde moleculaire straal epitaxy groei van mg3n2 en Zn3n2 dunne films

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented ...

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

Procedure voor de overdracht van polymeer folies op poreuze substraten met geminimaliseerde gebreken

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