SDJ minnettarlıkla onun bölümü için Mühendislik Eğitimi / NRL Doktora Sonrası Araştırma Bursu Programı, malzemelerin manyetik özellikleri üzerinde Konrad Bussmann (NRL) ve Mingzhong Wu (Colorado State University) ile yapılan görüşmeler ve Ron Holm (NRL) için Amerikan Derneği desteğini kabul Tasarım ve NRL AD sisteminin uygulanması.

1. Toz Hazırlama <ol><li> Topakların 100-150 gr az 53 mikron boyutunda elde etmek-Alınan itriyum demir granat (YIG) toz eleyin. </li><li> Daha yüksek bir sıcaklıkta, 300 ° C&#39;de en az 24 saat boyunca kuru bir fırın içine elenmiş toz yerleştirin. </li></ol> 2. Yüzey Hazırlığı <ol><li> Istenilen büyüklükte bir alt-tabaka, daha sonra izopropanol aseton kullanılarak, örneğin, 3 mm x 3 mm temizleyin. Azot gazı kullanarak kurutun. </li></ol> 3. Aerosol Birikimi Sahne <ol><li> Çeviri montaj aşamasına örnek monte edin. <ol><li> Montaj aşamasına çift taraflı bakır bandı yerleştirin. Bakır bant üzerine temizlenmiş substrat yerleştirin. </li><li> Örneğin her bir kenarına monte aşamada kenarından mesafeyi ölçün. Numune geçmişi kağıda boyutları ve örnek konumunu kaydedin. </li><li> Montaj aşaması çeviri moto gövdesi ile paralel hizada olmasına dikkat edinkaliperler motor gövdesinin kenarına montaj aşamasında kenarından mesafeyi ölçerek r. Depozisyon odasına örnek yükleyin. </li><li> Biriktirme haznesi mühür flanşı Kelepçe. Çeviri motorlar için 3 15-pin D-sub kontrolörü kablolarını bağlayın. </li></ol></li><li> Toz yükleyin ve aerosol odasını kadar yakın. <ol><li> Fırından kurutulmuş toz çıkarın ve aerosol odası alt bölümünde yerleştirin. Filtre de tıkanma çubuğun üzerine filtre de-tıkanma çubuk eki kaydırın. </li><li> Aerosol odası alt bölümünün üzerine aerosol odasının ana gövdesini yerleştirin. Ana gövde alt kısmına bağlı ediliyor gibi filtre de tıkanma çubuk eki ajitasyon plaka üzerinde dinlenmek için izin verin. </li><li> Alt bölüme ana gövdeyi Kelepçe. Aerosol odasının ana gövdesi üzerinde yan bağlantı noktasına aerosol odası basınç göstergesi takın. </li><li> Ana gövde o üst noktasına meme giriş bölümüne KelepçeBir QF kelepçe kullanarak aerosol odasına f. Depozisyon odasının giriş portuna meme giriş borusunu kaldırın ve üst ve alt uydurma sabitleyin. </li><li> Numune geçmişi kağıda toz ve aerosol odası kimlik numaralarını kaydedin. </li></ol></li><li> Sistemin geri kalanından izole olan kaba pompa açın. Biriktirme haznesi aydınlatma lambasını açın. Tüm sistemin pompa aşağı başlamak için bypass hattı üzerinde daralma vanasını açın. </li><li> Kurulum biriktirme çalıştırmak tanımlama ile basınç izleme yazılımı. </li><li> Komut satırı Terminal penceresinde &#39;pitrans&#39; yazarak sahne denetleyici makro yaratıcısı çalıştırın ve istenen bilgileri girin. Çalışma günlüğü elektronik tabloda yeni bir sayfa oluşturun ve çökelme parametrelerini ve kurulum notları kaydedebilirsiniz. </li><li> Sistem basıncı 150-200 Torr yaklaşık eriştikten sonra, biraz unconstricted vanasını açın. Yaklaşık 1 Torr / sn pompa aşağı hızını korumak. Inci keze basıncı basınç izleme yazılımı ve çeviri sahne motor kontrol yazılımı başlatmak 100 Torr altına düşmüştür. </li><li> Sistem basıncı ulaştığında yaklaşık 1 Torr bypass hattına üç vanalarını kapatın ve ana pompalama vanasını açın. Depozisyon odasına üst kapağa kelepçeyi sıkın. </li><li> Fan pompa açın. Ultra yüksek saflıkta (UHP) azot gazı silindiri açın. Basıncını izlemek ve sistemin baz basıncını kaydedin (genellikle 15-25 mTorr ulaşır). </li><li> Meme ve alt tabaka arasındaki mesafeyi ayarlayın. Meme üzerine monte substrat taşımak için sahne denetleyici yazılımı grafik kullanıcı arayüzü penceresini kullanın. Bu temas meme kadar alt tabakayı indirin. Bu konumdan dikey yönde alt tabaka 7,5 mm hareket ettirin. </li><li> Ana pompalama hattını kapatın ve basınç izleme yazılımları sistemin kaçak oranını izlemek. Vanayı kapatma üzerine ilk sızıntı oranı unutmayın. Bu lea Eğerk oran aksi takdirde sızıntı olup olmadığını kontrol başlar, daha az 3.33 mTorr / sn devam olduğunu. Tipik bir sızıntı oranı az 1.2 mTorr / sn. </li><li> 500 Torr önceden ayarlanmış değere biriktirme haznesi kelebek vana ayarlayın. / Dk (o açmazlar) 13.63 L kütle akış kontrolörü değerini ayarlayın. </li><li> Birikimi için başlangıç ​​pozisyonuna montaj aşamasına hareket ettirin. Kontrolör yazılım içine adım 3.7 oluşturulan makro yükleyin. </li><li> Doğrusal sn 10 her Hz 135 ila 145 süpürüp fonksiyon jeneratörü programlayın. Fonksiyon jeneratörü açın. Azot gazı akışı çevirin. 3 sn geri sayım sonra sahne denetleyici makro başlatın. </li><li> Birikmesini izlemek ve 500 ± 0.5 Torr&#39;da basınç farkını korumak için gerekli olan gaz akış hızını ayarlamak için (ya da çalıştırmak için arzu edildiği gibi) birikme süresi için. Not: depozisyon odasındaki basıncı tipik 0.65 Torr ve depozisyon odasındaki basıncı tipik olarak 501 torr. Kontrol Edilemeyen varyasyonlarbasınç genellikle UHP azot tükeniyor olduğunu göstermektedir. Çalışma süresi boyunca basıncında hafif bir düşüş (1-2 Torr) tipiktir. Bu gaz akış hızını artırarak çözülebilir. Başlangıç ​​görünür bir ince tabaka alt tabaka üzerinde meydana geçtiğinde sırasında, film oluşumu olmaması tozu ve / veya önemli ölçüde filtre tıkanma yetersiz aerosol göstermektedir. </li><li> Birikimi sonunda tam biriktirme çalışma süresini not edin. Azot gazı, fonksiyon jeneratörü ve pompalar kapatın. Tamamen biriktirme bölmesi kelebek vana açın. </li><li> Depozisyon odasının yanında bulunan baypas vanasını açın. Sıfıra ev azot gazı regülatörü ters çevirin ve biriktirme odasına onu yönlendirin. Yavaş yavaş ev gaz regülatörü basıncını artırırken ana pompalama vanasını kapatın. </li><li> Ev X = 25 mm, Y = 25 mm, ve Z = 25 mm meme, sonra sahne denetleyici yazılımı kapatın. </li><li> Sistemdeki basınç arttı kez100&#39;ün üzerinde Torr basınç izleme yazılımı durdurun. Birikmesini tamamlamak için kullanılan ve zaman toplam azot gazı kaydedin. Sistem atmosferi ulaşıncaya kadar ev gaz basıncı gerektiği gibi ayarlayın. </li><li> 3 15-pin D-sub sahne kontrolörü kabloları çıkarın ve üst kapağı çözülme. Biriktirme odasından üst kapağını çıkarın ve örnek unmount. </li></ol> 4. Post-biriktirme Muayene <ol><li> Montaj aşamasından örnek çıkarın ve mikroskop altında kontrol edin. Gerekirse, gevşek tozun uzaklaştırmak için izopropanol içinde örnek yıkayın. Filmin planlanan karakterizasyonu gerçekleştirin. </li></ol>

<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>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Şekil 4&#39;te SEM görüntüsü belirgin kırılma ve yoğunlaştırma yerleştirme işlemi sırasında meydana gelen olduğunu gösterir. görüntü boşluk ve tanelerin küçük göstermektedir filmin üst yüzeyinin alınır. Şekil 1 &#39;de parçacık 2 ve 3 etki ile gösterildiği gibi gözlemlenebilir bölgesi takip eden parçacıkların daha etkisi ve yoğunlaştırma işlemi yarar değildir, bu nedenle biriken malzemenin son ve. numunenin hacmi içinde film yoğunluğu can kesitin daha yüksek bir büyütme girintinin ile birlikte, Şekil 5. Bu görüntüde kesit görüntüsü tarafından görülebilir, yoğun bir film bir başka kanıtıdır. SEM görüntüsünde görülen pürüzlülük de profil taramaları kantitatif teyit edilir. bu filmlerin pürüzlülük birikimi yüksek oranda (/ dak 1.95 mikron) bağlı olabilir. Bu filmlerin diğer oluşan mümkündüryavaş yavaş tam kırılma partikülleri etkinleştirmek ve ek partiküller gelmeden uygun, ama film pürüzlülüğü artış da film kalınlığının 21 artış temelde ilişkili olabilir olacaktır. film boyunca kalınlığındaki düşüş depozisyon odasına partikül akışı tüm çökelme esnasında sabit olmadığını göstermektedir. Olası nedenler aerosol toz kaybı, aerosol odasının dibinde toz topaklanma ve / veya filtre tıkanma kaynaklanıyor olabilir. Tamamen kuruyan ve tozlar elenmesi ve Şekil içinde gösterilmekte olduğu üzere, aerosol bölmeyi modifiye 3 iyileştirmek ve çökelme oranı ve film bütünlüğü kontrol etmek için önlemler stratejilerdir. Bu örnek için FMR spektrumu YIG film diğer teknikler ile yetiştirilen polikristalin YIG filmler tipik bir rezonans alanı ve olarak doğrusal olduğunu gösterir. AD yatırılan filmin çizgi kalınlığı diğer bildirdi polikristal biraz daha geniştiryaklaşık 100-200 Oe 16 ile filmler. Bu, filmin, nano-kristalin makyaj muhtemeldir. Tek kristal YIG filmleri bile karşılaştırılabilir kalınlıkları 22 için en az 1 Oe tipik FMR çizgi genişliğine sahip olduğunu unutmayın. Bu filmi Lorentz olarak doğrusal tarafından iyi modellenmiş olduğundan tek bir film üniforma ve homojensizliklerin arınmış olduğu sonucuna olabilir. Bu durumda, LineWidth genişlemesi gibi Gilbert nemlendirme ve / veya 18 saçılma 2-Magnon olarak içsel rahatlama süreçlerine isnat edilebilir. Şekil 6&#39;da eğimli kalınlığı profil biriktirme hızı süreci boyunca sabit değildir ve bu nedenle film homojensizliklerin tamamen arınmış olması muhtemel olmadığı kanıtıdır. Daha derinlemesine çalışma tam bu mekanizmaları ima için üstlenilen gerekiyor (Ref. 3 de tartışmaya bakınız) yanı sıra, mevcut AD sisteminin daha iyi arıtma. düzgün olmayan kapsama en olası nedeni olduğunu aerosol genAerosol odası içinde erated tükenmiş hale gelebilir ve / veya filtre tıkanmış hale gelir. Bu etkilerin her ikisi de azalır ve böylece daha düşük bir çökelme oranına yol yerleştirme haznesine giren tozun miktarı neden olur. Yukarıda sunulan sonuçlar, başarılı (75 mm 2 alan için) / dak yaklaşık 2 um biriktirme hızında yaklaşık 11 mikron kalınlığında film birikimi Burada sunulan AD sistemi ve protokolünü kullanarak gösterir. Film nedeniyle bu süreçte yer etkisi, kırılma ve yoğunlaştırma mekanizmalarına başlayan parçacıklar çok daha küçük olan yoğun sıkıştırılmış ve rastgele odaklı tahıl oluşmaktadır. Film bildirildi YIG filmleri 15-17 karşılaştırılabilir FMR çizgi kalınlığı şekli ve rezonans alanını gösterir. Daha depozisyon odasına topakların akışını kontrol etmek için ek iş daha üniform bir film kaplanması büyüme sağlamak için gereklidir. Geçerli çalışma ayrıca con geliştirmek için devam etmektediryerleştirme işleminin tutarlılığı. Ek kurutma ve eleme protokolleri tozu, her çalışma sırasında aynı kıvama sahip olmasını sağlamak için geliştirilmektedir. Tasarımlar aynı zamanda daha az tıkanma ile geliştirilmiş filtreleme sistemi oluşturmak için çalışmalar devam etmektedir. Nozül girişinden bir yeniden tasarımı, aynı zamanda meme, boyun içindeki birikmesini topaklaşan toz önlenmesinde yardımcı olacaktır. Manyetik ve yapısal özellikleri daha derinlemesine çalışmalar da devam etmektedir. Bazı güncel çalışmalar daha aerosol birikimi ile oluşturulan bu filmlerin manyetik özellikleri değişimleri anlamak için filmlere katmanını-katman kadar bina bulunmaktadır.

Aerosol biriktirme (AD), dökme 1.% 95 daha büyük yoğunluklara sahip kalınlığında birkaç yüz mikrometre kadar tabakalar üretebilen bir kalın film kaplama işlemdir. yerleştirme işlemi etkisi, kırık veya deformasyon, yapışma ve partiküllerin yoğunlaştırılması sürekli bir süreç boyunca meydana geldiğine inanılmaktadır. 1 birçok adımda, parçacık darbe ve yoğunlaştırma gösteren bir dizi adım bu işlemi göstermektedir, Şekil. Gösterildiği gibi, parçacıklar 100-500 m / sn arasında, tipik bir hız ile alt tabakaya doğru hareket eder. Alt tabaka ile ilk parçacıklar darbe gibi onlar kırılma ve substrata yapışır. Bu ankraj tabaka yüzey ve yığın film arasında mekanik yapışma sağlar. Sonraki etkiler ortaya gibi altta yatan parçacıklar yapışmış, giderek parçalanmış ve daha yoğunlaştırılmış bulunmaktadır. Sürekli darbe, kırık ve yoğunlaştırma süreci yatan filmi sıkıştırmak ve Crys bağ işleritallites dökme malzemenin% 95&#39;in ulaşan bir yoğunluğu olan bir film üretmek. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/52843/52843fig1.jpg" /> Yerleştirme işleminin Şekil 1. Çizim. Panel A, 100-500 m / s arasında bir hız ile tipik bir alt-tabakaya doğru hareket üç parçacıkları gösterir. Panel B, ilk parçacık etkisiyle, kırılma ve yapışma sonucunu göstermektedir. Paneller C ve D, ikinci ve üçüncü parçacıkların sonraki etkisi, daha kompakt yatan filmi göstermek ve kristalitleri bağ. Sonuç (Referans 19 izni ile çoğaltılamaz) toplu malzemenin% 95 daha fazla yoğunluğa sahip bir film. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52843/52843fig1highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> AD birincil avantajı DEPOS olduğunuition ortam oda sıcaklığında tamamen gerçekleşir; böylece düşük erime sıcaklıklı tabaka üzerine bir yüksek erime sıcaklıklı malzemeden (başlangıç ​​tozu), örneğin, bir film büyümesini sağlayarak. Depozisyon hızı, dakikada birkaç mikrometre kadar olabilir ve depozisyon odasındaki 1-20 Torr, orta vakum koşullarında gerçekleştirilir. süreç çok büyük birikim alanlarına büyütmek ve nihayet, bu conformally yatırabilirsiniz yeteneğini gösterir. 2 Bu tür indüktörler 3, aşınmaya karşı dirençli kaplamalar 4, PİEZOELEKTRİKLER 5, multiferroics 6, 7 magnetoelectrics termistör 8, termoelektrik filmler 9, esnek dielektrikler 10, sert doku implantları ve biyoseramiklerin olarak kullandığı geniş bir yelpazede için AD tarafından incelenmiştir birçok malzeme sistemleri vardır 11, katı elektrolitler 12 ve fotokatalizörlerin 13. Mikrodalga cihazlarına uygulamalar Severa manyetik filmler içinkalınlığında mikrometre l yüzlerce ideal devre elemanları doğrudan entegre olacağını gereklidir. Bu entegrasyonun gerçekleştirilmesi için bir meydan okuma ferrit filmler üretmek için gerekli olan yüksek sıcaklık rejimi böyle yttrium demir granat (YIG) olarak, (Harris ve ark., 14 ile inceleme). Bu nedenle, AD manyetik entegre devre teknolojisi potansiyel yeni gelişmeleri gerçekleştirmek için doğal bir seçim gibi görünüyor. AD&#39;nin düşük maliyetli operasyon, yüksek çökelme hızı ve basitliği ABD&#39;de şimdi Almanya, Fransa, Japonya, Kore araştırmacılar tarafından ilgi mahmuzlu ve gelmiştir. Şekil 2 aerosol birikimi gerçekleştirmek için temel kurulum özetleyen bir şekildir. Basınç P AC, DC P ve P, H, sırasıyla, aerosol odasına, depozisyon odası ve pompa kafası yerlerde işaretlenmiş izlenir. kütle akış kontrol (MFC) tarafından kontrollü gaz akışı, aerosol girerkamara ve toz aerosollaştınr. biriktirme bölmesi dikdörtgen (0.4 mm x 4.8 mm) bir meme deliği boyunca parçacıkları akımının neden iki bölme arasındaki basınç farkı oluşturmak için pompalanır. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/52843/52843fig2.jpg" /> Şekil NRL ADM sistemi 2. Ana bileşenler. Basınç P AC, DC P ve P, H, sırasıyla, aerosol odasına, depozisyon odası ve pompa kafası yerlerde işaretlenmiş izlenir. Ayrıntılar için metne bakınız. (Telif hakkı (2014) Referans 20 çoğaltılamaz Uygulamalı Fizik, Japonya Derneği). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52843/52843fig2highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Bu çalışmada bireysel YIG parçacığın ortalama büyüklüğü 0,5 mm. yığılma etkisi bu nedenleriküçük parçacıklar, yaklaşık 10 um ila yaklaşık 400 um boyut aralığında çok daha büyük yığınlar oluşturmak için. Aglomerat boyutu ve dağıtım hızının kontrol yoğun iyi oluşturulmuş bir film elde etmek gereklidir. Bu depozisyon odasına boyutu seçimi ve homojen bir partikül akışı sağlayan bir aerosol haznesinin konfigürasyonunu gerektirmektedir. tozlu aerosol odasına yüklenmesinden daha büyük 53 um önceden herhangi bir topakların çıkarmak için ön elekten geçirilir. Bu çalışmada kullanılan aerosol bölmesi yapılandırma şekilde gösterilmiş olup, 3. Nitrojen gazı odanın alt tarafta yer alan dört adet giriş memeleri (iki, Şekil 3 &#39;de gösterilmiştir) üzerinden girer. Gaz aglomere parçacığın bir dağılım oluşan aerosol az 53 mikron boyutları üretmek için (yeşil renkte) YIG tozu ile etkileşime girer. Sürekli sallanan bir paslanmaz çelik levha imal aerosol odasının tabanındaki bir karıştırıcı içine hareketli tozu tutmak içinGaz akışı. topaklar sadece topaklar meme girişi girmek için en az 45 mikron boyutunda sağlayan bir 45 mikron filtre etkisi. Meme topakların girişine girdikten sonra büyük bir hız ile hızlandırılır ve çökelmesini gerçekleştirmek için (gösterilmemiştir) depozisyon odasına püskürtülen. Bir paslanmaz çelik çubuk de tıkanma filtre yardımcı olmak için (gösterilmemiştir) bir karıştırıcı tabanına filtrenin alt bağlanır. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/52843/52843fig3.jpg" /> Şekil filtresi, giriş memeleri ve gösterilen YIG tozu ile iç aerosol odası yapılandırması 3. İllüstrasyon. Ayrıntılar için metne bakınız. Bu rapor YIG yoğun filmler üretmek için yukarıda açıklanan özel olarak oluşturulmuş bir sistem kullanarak AD gerçekleştirmek için deneysel prosedür ayrıntıları. Bu sistemde üretilen bir 11 um kalınlıkta film için Örnek sonuçlar Taramalı kullanılarak sunulmuşturg elektron mikroskobu (SEM), kalınlık profilleri ve ferromanyetik rezonans (FMR). Sunulan sonuçlar manyetik özellikleri ya da filmin maddi yapısının derinlemesine bir çalışma olması amaçlanmıştır, ancak bu teknikle üretilen filmlerin bir göstergesi olarak. değil <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52843/52843fig3highres.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

<table><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 biriktirme (AD), dökme% 95 daha büyük yoğunluklara sahip kalınlığında birkaç yüz mikrometre kadar tabakalar üretebilen bir kalın film kaplama işlemdir. MS birincil avantajı, yerleştirme, oda sıcaklığında tamamen yer almasıdır; böylece farklı erime sıcaklıklarına sahip malzeme sistemlerde film büyümesini sağlayan. Bu rapor tozu hazırlamak için ve özel olarak oluşturulmuş sistemini kullanarak AD gerçekleştirmek için detaylı işlem adımları açıklanır. Temsilci karakterizasyon sonuçları bu sistemde yetiştirilen filmler için elektron mikroskobu, profilometri ve ferromanyetik rezonans taramalı sunulmuştur. Sistemin yetenekleri temsilcisi genel olarak, odak açıklanan protokol ve sistem kurulumu aşağıdaki üretilen bir numunenin verilir. Sonuçlar bu sistem başarılı bir şekilde tek 5 dk biriktirme r sırasında 11 mikron kalınlığında itriyum demir lal filmler&gt; yığın yoğunluğu% 90 yatırabilirsiniz göstermektedirun. Geliştirilmiş kalınlığı ve filmin pürüzlülüğü varyasyonlar için, aerosol ve parçacık seçimi daha iyi kontrol elde yöntemlerin bir tartışma sağlanmıştır.

Yerleştirme işlemi tamamlandıktan sonra kaplanmış alt tabakalar depozisyon odasına alınır ve bir optik stereo mikroskop kullanarak kontrol edilir. Örnekler, tipik olarak fırça ve atmosfere yeniden basınçlandırma sırasında kalan aşırı toz çıkarmak için izopropanol ile yıkanır. Film karakterizasyonu, profilometrisi filmin manyetik özelliklerini değerlendirmek için film kalınlığı, tekdüzelik ve pürüzleri ve ferromanyetik rezonans değerlendirmek için filmin morfolojisi değerlendirmek için taramalı elektron mikroskobu kullanılarak burada sunulan temsilcisi sonuçları üzerinde gerçekleştirildi (için başvuru 20 bakınız karakterizasyon yöntemleri hakkında ek ayrıntılar). Bu çalışmada, 3 mm x 3 mm safir substratı yukarıdaki protokol ve sistem kurulumu kullanarak kaplanmıştır. biriktirme süpürme 0.65 mm / sn filmin genelinde bit taramalı ve 75 mm 2 toplam alanı kapsayacak şekilde kurulmuştur. Şekil 4, filmin üst yüzeyinin bir SEM görüntüsüdür<html> Bireysel partiküllerin (0.5 mikron) başlangıç ​​boyutu çok daha küçük olan birçok küçük taneler gösteren. Bu film, çok az boşluk ile biraz kaba iyi sıkıştırılmış bir yüzey oluşturduğu görüntüden açıkça görülmektedir. Burada sunulan benzer sonuçlar filmleri için biz YIG için teorik yoğunluğun -96 ila% 90 arasında,% kadar yoğunluğu ölçüldü (5.17 g / cm3). Şekil 5&#39;te gösterilen filmin kesit görünüşüdür aynı zamanda filmin yoğun doğasını destekler. örneğin, çökelme sırasında oluşan olarak Şekil 5&#39;de ana görüntü olarak yatırılan numunenin kenarı gösterir, bu filmin bir yarık bölümü değildir. ilave filmin yoğun doğasını gösteren filmin enine kesitinin büyütülmüş bir görünümünü göstermektedir. Biz aynı zamanda şu şekilde biriktirilmiş filmler X-ışını kırınım gerçekleştirilir ve toz başlayan ve kristal yapısı birikimi sırasında değişmez olduğunu bulduk (veriler gösterilmemiştir, bakınız, aynı zamanda 3 ila 20 referanslar). jove_content &quot;&gt; Şekil 6, bir film aşaması yüksekliğinin bir grafiğidir. numunenin toplam alanı 3 mm x 3 mm (toplam kaplama alanı 75 mm2 idi). Adım filmin bir kısmının çıkarılması ile oluşturulmuş olan alt-tabakanın bir kenarı boyunca. verileri kaplayan kırmızı çizgi film boyunca üç profil taramaları ortalayarak 10,93 um ortalama film kalınlığı gösterir. RMS pürüzlülük burada q = 1.37 um. Bu film, 337 sn oluşturmak için yerleştirme zamanı, 1.95 mm / dakikalık bir depozisyon oranı ile sonuçlanır. Şekil 7, oda sıcaklığında alındığı FMR absorpsiyon türevinin bir grafiğidir: Veri siyah olarak gösterilmiştir. Veri bir Lorentzian türev olarak doğrusal uyum kırmızı gösterilir. Verilerin çizgi kalınlığı 330 Oe ve rezonans alanı 2,810 Oe olduğunu. Sinyal yeri ve şekli diğer yöntemlerle, örneğin darbeli lazer birikimi veya rf magnetron bölücüye tarafından yetiştirilen polikristal YIG için tipik bir spektrumda karşılaştırılabilir<html> 15,16 ing. Lorentz olarak doğrusal bir üniforma filmi 17,18 düşündüren verilere iyi uyum sağlar. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52843/52843fig4.jpg" /> Film sonrası birikimi üst yüzeyinin Şekil 4. SEM görüntüsü. Görüntü yoğun sıkıştırılmış ve 0,5 mikron bireysel başlangıç ​​tanecik boyutu çok daha küçük olan pek çok taneleri ile bir film göstermektedir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52843/52843fig4highres.jpg" target="_blank">Bu büyük halini görmek için tıklayınız rakam.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/52843/52843fig5.jpg" /> Safir alt-tabaka üzerinde film enine kesit Şekil 5: SEM görüntüsü. Içerlek filmin enine kesitinin büyütülmüş görünüşüdür.ghres.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/52843/52843fig6.jpg" /> Şekil 6. Numunenin 3 mm toplam uzunluğunun 2.25 mm arasında kalınlığı değişimini gösteren, Şekil 4 ve Şekil 6&#39;da filmin temsili bir aşama profili. 10,93 um ortalama kalınlığı verileri kaplayan kırmızı bir çizgi olarak gösterilmiştir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52843/52843fig6highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/52843/52843fig7.jpg" /> Oda sıcaklığında alınan filmin Şekil 7. Ferromanyetik rezonans türev eğrisi. Spektrum düzgün bir homojen bir film gösteren bir Lorentz işlev tarafından iyi seçimdir. linewidth 330 Oe olduğunu. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52843/52843fig7highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

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

Bu rapor, oda sıcaklığında safir yüzeyler üzerine itriyum demir garnet kalın film aerosol birikimi gerçekleştirmek için özel olarak inşa edilen sistemin kullanımı anlatılmaktadır. yatırılan filmler tekniğin yetenekleri temsili bakışını vermek için taramalı elektron mikroskobu, profilometri ve ferromanyetik rezonans kullanılarak karakterize edilir.

Aerosol Birikimi Kullanarak Kalın Yoğun Yttrium Iron Garnet Filmleri oluşumu

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

formation-thick-dense-yttrium-iron-garnet-films-using-aerosol

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

9.1K Görüntüleme.  Naval Research Laboratory.  Bu rapor, oda sıcaklığında safir yüzeyler üzerine itriyum demir garnet kalın film aerosol birikimi gerçekleştirmek için özel olarak inşa edilen sistemin kullanımı anlatılmaktadır. yatırılan filmler tekniğin yetenekleri temsili bakışını vermek için taramalı elektron mikroskobu, profilometri ve ferromanyetik rezonans kullanılarak karakterize edilir. 

Video: Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

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

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

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

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

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

Mühendislik

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain such surfaces are described. The first approach is the preparation of single terminated perovskite SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates. Wet etching was used to selectively remove one of the two possible surface terminations, while an annealing step was used to increase the smoothness of the surface. The resulting single terminated surfaces allow for the heteroepitaxial growth of perovskite oxide thin films with high crystalline quality and well-defined interfaces between substrate and film. In the second approach, seed layers for epitaxial film growth on arbitrary substrates were created by Langmuir-Blodgett (LB) deposition of nanosheets. As model system Ca2Nb3O10- nanosheets were used, prepared by delamination of their layered parent compound HCa2Nb3O10. A key advantage of creating seed layers with nanosheets is that relatively expensive and size-limited single crystalline substrates can be replaced by virtually any substrate material.

Various procedures are outlined to prepare atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films. Chemical treatments of single crystalline SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates were performed to obtain atomically smooth, single terminated surfaces. Ca2 Nb3 O10- nanosheets were used to create atomically defined templates on arbitrary substrates.

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

Kimya

Atomically Traceable Nanostructure Fabrication

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process being used in order to maintain exquisite control over both feature size and feature density. Here, we demonstrate a method for tracking atomically resolved and controlled structures from initial template definition through final nanostructure metrology, opening up a pathway for top-down atomic control over nanofabrication. Hydrogen depassivation lithography is the first step of the nanoscale fabrication process followed by selective atomic layer deposition of up to 2.8 nm of titania to make a nanoscale etch mask. Contrast with the background is shown, indicating different mechanisms for growth on the desired patterns and on the H passivated background. The patterns are then transferred into the bulk using reactive ion etching to form 20 nm tall nanostructures with linewidths down to ~6 nm. To illustrate the limitations of this process, arrays of holes and lines are fabricated. The various nanofabrication process steps are performed at disparate locations, so process integration is discussed. Related issues are discussed including using fiducial marks for finding nanostructures on a macroscopic sample and protecting the chemically reactive patterned Si(100)-H surface against degradation due to atmospheric exposure.

We report a protocol for combining the atomic metrology of the Scanning Tunneling Microscope for surface patterning with selective Atomic Layer Deposition and Reactive Ion Etching. Using a robust process involving numerous atmospheric exposures and transport, 3D nanostructures with atomic metrology are fabricated.

Atomik İzlenebilir Nanoyapı İmalatı

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and conformality by taking advantage of self-limiting reactions between vapor-phase precursors and the growing film. Perovskite oxides present potential for next-generation electronic materials, but to-date have mostly been deposited by physical methods. This work outlines a method for depositing SrTiO3 (STO) on germanium using ALD. Germanium has higher carrier mobilities than silicon and therefore offers an alternative semiconductor material with faster device operation. This method takes advantage of the instability of germanium's native oxide by using thermal deoxidation to clean and reconstruct the Ge (001) surface to the 2&#215;1 structure. 2-nm thick, amorphous STO is then deposited by ALD. The STO film is annealed under ultra-high vacuum and crystallizes on the reconstructed Ge surface. Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) is used during this annealing step to monitor the STO crystallization. The thin, crystalline layer of STO acts as a template for subsequent growth of STO that is crystalline as-grown, as confirmed by RHEED. In situ X-ray photoelectron spectroscopy is used to verify film stoichiometry before and after the annealing step, as well as after subsequent STO growth. This procedure provides framework for additional perovskite oxides to be deposited on semiconductors via chemical methods in addition to the integration of more sophisticated heterostructures already achievable by physical methods.

This work details the procedures for the growth and characterization of crystalline SrTiO3 directly on germanium substrates by atomic layer deposition. The procedure illustrates the ability of an all-chemical growth method to integrate oxides monolithically onto semiconductors for metal-oxide semiconductor devices.

Atomik Katman Biriktirme aracılığıyla Germanyum üzerinde Perovskit Stronsiyum Titanate Epitaksiyel Büyüme

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

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

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

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

Düzgün kalınlığı Ge Elektro Biriktirme<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Ve de<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalcogenide Cam Filmleri

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

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, their high cost production and/or incompatibility with microfabrication technologies, due to the use of pre-deposited catalyst-seeds and/or high processing temperatures exceeding 900 &#176;C, represent a drawback for a widespread use of these methods. Here, however, we report the synthesis of ZnO rods via a non-catalyzed vapor-solid mechanism enabled by using an aerosol-assisted chemical vapor deposition (CVD) method at 400 &#176;C with zinc chloride (ZnCl2) as the precursor and ethanol as the carrier solvent. This method provides both single-step formation of ZnO rods and the possibility of their direct integration with various substrate types, including silicon, silicon-based micromachined platforms, quartz, or high heat resistant polymers. This potentially facilitates the use of this method at a large-scale, due to its compatibility with state-of-the-art microfabrication processes for device manufacture. This report also describes the properties of these structures (e.g., morphology, crystalline phase, optical band gap, chemical composition, electrical resistance) and validates its gas sensing functionality towards carbon monoxide.

Columnar zinc oxide structures in the form of rods are synthesized via aerosol-assisted chemical vapor deposition without the use of pre-deposited catalyst-seed particles. This method is scalable and compatible with various substrates based on either silicon, quartz or polymers.

Aerosol destekli kimyasal Buhar biriktirme Metal Oksit yapıları: çinko oksit çubuklar

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) scaffolds with tunable specific surface areas up to 80 m2&#183;g-1. An aqueous solution of a zirconium salt, yttrium salt, and glucose is mixed with propylene oxide (PO) to form a gel. The gel is dried under ambient conditions to form a xerogel. The xerogel is pressed into pellets and then sintered in an argon atmosphere. During sintering, a YSZ ceramic phase forms and the organic components decompose, leaving behind amorphous carbon. The carbon formed in situ serves as a hard template, preserving a high surface area YSZ nanomorphology at sintering temperature. The carbon is subsequently removed by oxidation in air at low temperature, resulting in a porous, nanostructured YSZ scaffold. The concentration of the carbon template and the final scaffold surface area can be systematically tuned by varying the glucose concentration in the gel synthesis. The carbon template concentration was quantified using thermogravimetric analysis (TGA), the surface area and pore size distribution was determined by physical adsorption measurements, and the morphology was characterized using scanning electron microscopy (SEM). Phase purity and crystallite size was determined using X-ray diffraction (XRD). This fabrication approach provides a novel, flexible platform for realizing unprecedented scaffold surface areas and nanomorphologies for ceramic-based electrochemical energy conversion applications, e.g. solid oxide fuel cell (SOFC) electrodes.

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

A protocol for fabricating porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ) scaffolds at temperatures between 1,000 &#176;C and 1,400 &#176;C is presented.

tarafından Nano yapılı yitriya stabilize-Zirkonyum (YSZ) iskelelerinin Yüksek Sıcaklık Fabrikasyon<em&gt; Situ</em&gt; Karbon şablonu Kserojeller

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...

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

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

Eğik açısı ifade kullanarak medya yüksek emici ile Ultra ince renk filmleri imalatı

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

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

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

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

Toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince Film sentezi

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

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF) magnetron sputtering. LSMO nanoparticles were deposited with diameters from 10 to 20 nm and heights between 20 and 50 nm. At the same time, (Gd) Ba2Cu3O7&#8722;&#948; ((Gd) BCO) films were fabricated on both undecorated and LSMO nanoparticle decorated STO substrates using RF magnetron sputtering. This report also describes the properties of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 quasi-bilayer films structures (e.g., crystalline phase, morphology, chemical composition); magnetization, magneto-transport, and superconducting transport properties were also evaluated.

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7ÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â 'ÃƒÆ’Ã…Â½ Â´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates

Here, we present a protocol to grow LSMO nanoparticles and (Gd) BCO films on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio frequency (RF)-sputtering.

Radyo frekansı Magnetron GdBa2Cu3O7−δfışkırtması / La0,67Sr0,33MnO3 yarı bilayer Filmler SrTiO3 (STO) tek-kristal yüzeyler üzerinde

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio ...

Aerosol Birikimi Kullanarak Kalın Yoğun Yttrium Iron Garnet Filmleri oluşumu

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler