Name: preparation and characterization of c60/graphene hybrid nanostructures
Uploaded: 2018-05-15T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures at JoVE.com

Detta arbete stöds av US Army Research Office under anslaget W911NF-15-1-0414.

1. beredning av cellen hemmagjord Knudsen
<ol><li>
Förbereda komponenter för Knudsen cell
	<ol>
<li>Köp en CF fläns baserat power genomföring (2,75 ”CF, 4 stift rostfritt stål). Borra två gängade hål genom genomföring, på korset punkter mellan en diametern 1,30 ”linje och dess omkrets.</li>
		<li>Förbereda ett glasrör (0.315 ”ytterdiameter (OD), 2.50” längd).</li>
		<li>Köpa tunna koppar plåtar (99,9%) med 0,005 ”tjocklek. Klipp ett ark till måtten på 7,5 ”L x 5,0” W med...

<ol>
	<li>Gutzler, R., Heckl, W. M., Lackinger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combination+of+a+Knudsen+effusion+cell+with+a+quartz+crystal+microbalance:+In+situ+measurement+of+molecular+evaporation+rates+with+a+fully+functional+deposition+source.">Combination of a Knudsen effusion cell with a quartz crystal microbalance: In situ measurement of molecular evaporation rates with a fully functional deposition source.</a> Review of Scientific Instruments. 81, 015108 (2010).</li><li>de Barros, A. L. 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+simple+experimental+arrangement+for+measuring+the+vapour+pressures+and+sublimation+enthalpies+by+the+Knudsen+effusion+method:+Application+to+DNA+and+RNA+bases.">A simple experimental arrangement for measuring the vapour pressures and sublimation enthalpies by the Knudsen effusion method: Application to DNA and RNA bases.</a> Nuclear Instruments &amp; Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment. 560, (2006).</li><li>Shukla, A. 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=Versatile+UHV+compatible+Knudsen+type+effusion+cell.">Versatile UHV compatible Knudsen type effusion cell.</a> Review of Scientific Instruments. 75, 4467 (2004).</li><li>Cho, J., 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=Structural+and+Electronic+Decoupling+of+C60+from+Epitaxial+Graphene+on+SiC.">Structural and Electronic Decoupling of C60 from Epitaxial Graphene on SiC.</a> Nano Letters. 12, 3018 (2012).</li><li>Jung, M., 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=Atomically+resolved+orientational+ordering+of+C60+molecules+on+epitaxial+graphene+on+Cu(111).">Atomically resolved orientational ordering of C60 molecules on epitaxial graphene on Cu(111).</a> Nanoscale. 6 (111), 11835 (2014).</li><li>Li, 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=Self-assembly+of+C60+monolayer+on+epitaxially+grown,+nanostructured+graphene+on+Ru(0001)+surface.">Self-assembly of C60 monolayer on epitaxially grown, nanostructured graphene on Ru(0001) surface.</a> Applied Physics Letters. 100 (0001), 013304 (2012).</li><li>Lu, J., 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=Using+the+Graphene+Moire+Pattern+for+the+Trapping+of+C60+and+Homoepitaxy+of+Graphene.">Using the Graphene Moire Pattern for the Trapping of C60 and Homoepitaxy of Graphene.</a> Acs Nano. 6, 944 (2012).</li><li>Zhou, H. T., 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=Direct+imaging+of+intrinsic+molecular+orbitals+using+two-dimensional,+epitaxially-grown,+nanostructured+graphene+for+study+of+single+molecule+and+interactions.">Direct imaging of intrinsic molecular orbitals using two-dimensional, epitaxially-grown, nanostructured graphene for study of single molecule and interactions.</a> Applied Physics Letters. 99, 153101 (2011).</li><li>Belaish, I., 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=Spin+Cast+Thin-Films+of+Fullerenes+and+Fluorinated+Fullerenes+-+Preparation+and+Characterization+by+X-Ray+Reflectivity+and+Surface+Diffuse-X-Ray+Scattering.">Spin Cast Thin-Films of Fullerenes and Fluorinated Fullerenes - Preparation and Characterization by X-Ray Reflectivity and Surface Diffuse-X-Ray Scattering.</a> Journal of Applied Physics. 71, 5248 (1992).</li><li>Bezmel'nitsyn, V. N., Eletskii, A. V., Okun', M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fullerenes+in+solutions.">Fullerenes in solutions.</a> Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 168, 1195 (1998).</li><li>Ma, D. N., Sandoval, S., Muralidharan, K., Raghavan, S. <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+surface+preparation+of+copper+on+spin-coating+driven+self-assembly+of+fullerene+molecules.">Effect of surface preparation of copper on spin-coating driven self-assembly of fullerene molecules.</a> Microelectronic Engineering. 170, 8 (2017).</li><li>Chen, C. H., Zheng, H. S., Mills, A., Heflin, J. R., Tao, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+Evolution+of+Quasi-one-dimensional+C60+Nanostructures+on+Rippled+Graphene.">Temperature Evolution of Quasi-one-dimensional C60 Nanostructures on Rippled Graphene.</a> Scientific Reports. 5, 14336 (2015).</li></ol>

Metoder som beskrivs i detta protokoll är utformade för termisk deponering av organiskt material och andra höga ångtryck material. Dessa tekniker kan integreras med ultrahöga vakuum system som har prov förberedelse områden kan stödja molekylär avdunstning samt termisk glödgning. Syftet för detta specifika experiment är att deponera C60 molekyler på grafen substrat och studie den självmontering av C60 och den termiska effekten.
Fördelen med metoden är att d...

Detta protokoll förklarar hur du gör en insättning och manipulera C60 molekyler på grafen så att 1 D och quasi - 1 D C60 kedja strukturer kan realiseras. Tekniker i detta experiment utvecklades för att tillgodose behovet av att styra adsorbates i önskvärt konfigurationer utan att behöva förlita sig på manuell manipulation, som är långsam och kan kräva stora ansträngningar. De förfaranden som beskrivs här är beroende av att en hög vakuum systemet med ett prov förberedelse område kan stödja molekylär nedfall och termisk glödgning av proverna. STM används för att karakterisera proverna, men andra molekylär resolution tekniker kan tillämpas.
Termiska avdunstning av molekyler i en Knudsen cell är ett effektivt och rent sätt att förbereda tunna filmer. I detta protokoll används en Knudsen cell avdunsta C60 molekyler på ett grafen substrat. Detta Knudsen cell förångaren består huvudsakligen av en kvarts röret, en värme glödtråd, termoelement ledningar och feedthroughs1,2,3. Kvarts röret används för att rymma molekylerna de volfram glödlampor värmer molekylerna i kvartarna tube genom tillämpas nuvarande och termoelement ledningar används för att mäta temperatur. I experiment styrs insvetstal tuning temperatur källan i cellen Knudsen. Termoelement ledningarna är kopplade till ytterväggen av kvarts röret och därför vanligtvis mäta temperaturen utanför väggen som skiljer sig något från temperaturen inuti cellen där molekylär källan är belägen. För att erhålla exakta temperaturen i kvarts röret, vi utförs kalibrering med hjälp av två termoelement uppställningar för att mäta temperaturer i och utanför röret och inspelade temperaturskillnaden. På detta sätt kan vi mer exakt styra temperaturen i källan under de molekylära avdunstning experiment använder termoelement ledningar fäst på utsidan av kvarts röret. Eftersom en liten mängd sublimerad molekylerna kommer att vara i en gasfas vid ett lägre tryck, när molekylerna har avdunstat, finns det vanligtvis en associerad tryckförändring. Därför övervakar vi förändringen av trycket i låset belastning noggrant.
Detta förångare kan användas för att sätta in olika molekyl källor såsom C60, C70, boron subphthalocyanine klorid, Ga, Al och Hg4,5,6,7,8. Jämfört med andra tekniker för beredning av tunn film, till exempel är snurra gjutning9,10,11, termisk avdunstning i högvakuum mycket renare och mångsidig eftersom det finns ingen spädningsvätska som krävs för nedfall. Avgasning processen innan nedfall förbättrar dessutom renheten av källan, eliminera eventuella orenheter.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>CF Flanged power feedthrough</td>
			<td>Kurt J. Lesker</td>
			<td>EFT0042033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper sheets</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>7440-50-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple chromel/alumel wires</td>
			<td>Omega Engineering</td>
			<td>ST032034/ST080042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten wires</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>7440-33-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel rods</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>95412A868</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper wires</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8873K28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hollow copper rods</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>7190K52</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C60</td>
			<td>MER Corporation</td>
			<td>MR6LP</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and characterization of c60/graphene hybrid nanostructures

Fysiska termisk nedfall i vakuum miljö är en ren och kontrollerbar metod för att tillverka nya molekylära nanostrukturer på grafen. Vi presenterar metoder för insättning och passivt manipulera C60 molekyler på krusade grafen som förväg strävan efter inse tillämpningar där 1 D C60/graphene hybridstrukturer. De tekniker som används i denna exposition är inriktade högvakuumsystem med förberedelse områden kan stödja molekylär nedfall samt termisk glödgning av proverna. Vi fokuserar på C60 nedfall vid lågt tryck med hjälp av en hemmagjord Knudsen cell anslutet till scanning tunneling microscopy (STM) system. Antalet molekyler som deponeras är reglerad genom att styra temperaturen i cellen Knudsen och nedfall tid. Endimensionell (1D) C60 kedja strukturer med bredder av två till tre molekyler kan förberedas via tuning av experimentella villkor. C60 molekylerna ytan rörlighet ökar med glödgning temperatur gör det möjligt för dem att flytta inom regelbundna potentialen i veckade grafen. Med denna mekanism, är det möjligt att styra övergången av 1 D C60 kedja strukturer till en sexkantig nära packade quasi - 1 D stripe struktur.

Efter avdunstning, är grafen med nyligen deponerade C60 glödgas vid 150 ° C i 2 h. Storskaliga STM bilden i figur 2a visar en karakteristisk quasi - 1 D C60 kedja struktur hittade efter denna inledande glödgning process. En närmare inspektion i figur 2b visar detaljerad information om denna 1 D struktur, där varje ljusa sfäriska utstick representerar en enda C60 molekyl. 1D kedjor uppstår ...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures at JoVE.com

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Förberedelse och karakterisering av C60/Graphene Hybrid nanostrukturer

Här presenterar vi ett protokoll för tillverkning av C60/graphene hybrid nanostrukturer genom fysiska termisk avdunstning. Särskilt, tillåta korrekt manipulation av nedfall och glödgning villkor kontrollen över skapandet av 1D och quasi 1 d C60 strukturer på krusade grafen.

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Gyroid Nickel nanostrukturer från disegmentsampolymer Supramolecules

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, ...

Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

Split-och-pool Syntes och karakterisering av peptid tertiär amid Library

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Syntes och karakterisering av funktionaliserad metal-organic frame

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Preparation and Characterization of SDF-1&#945;-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

Preparation and Characterization of SDF-1ÃƒÅ½Ã‚Â±-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

Beredning och karakterisering av SDF-1α-Chitosan-Dextransulfat Nanopartiklar

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under ...

Preparation and Characterization of Individual and Multi-drug Loaded Physically Entrapped Polymeric Micelles

Framställning och karakterisering av individuell och Multi-läkemedelsladdade Fysiskt Instängd polymera miceller

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Syntes, karakterisering och funktionalisering av Hybrid Au / CdS och Au / ZnS Kärna / skal nanopartiklar

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Syntes och karakterisering av Supramolekylära Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Low-energy Cathodoluminescence for (Oxy)Nitride Phosphors

Low-energy Cathodoluminescence for OxyNitride Phosphors

Lågenergi katodluminiscens för (Oxy) Nitride fosforer

Nitride and oxynitride (Sialon) phosphors are good candidates for the ultraviolet and visible emission applications. High performance, good stability and ...

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

förberedelse och<em&gt; In Vitro</em&gt; Karakterisering av dendrimer baserade kontrastmedel för magnetisk resonanstomografi

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

Influence of Hybrid Perovskite Fabrication Methods on Film Formation, Electronic Structure, and Solar Cell Performance

Inverkan av Hybrid perovskit tillverkningsmetoder på filmbildning, elektronstruktur och solceller Prestanda

Hybrid organic/inorganic halide perovskites have lately been a topic of great interest in the field of solar cell applications, with the potential to ...