可控分子薄膜结晶

由Linkam科学仪器2019年8月27日

相变材料(PCM)被广泛应欧洲杯足球竞彩用于不同的技术领域。一些应用包括显示设备、传感器、可重写数据存储和机械执行器。

相变材料欧洲杯足球竞彩

在许多情况下，这些材料通过不同的真空或溶欧洲杯足球竞彩液沉积方法以薄膜的形式集成到功能器件中。

沉积条件的细节在很大程度上控制了薄膜的晶体结构和形貌PCM薄膜，进而影响它们的相变性质。沉积工艺参数并不总是足以优化PCM的性能，经常需要沉积后处理。

热退火涉及加热整个样品，是最常用的方法。然而，这可能会导致设备的其他部位发生不希望发生的变化。溶剂蒸汽退火近年来得到了越来越多的应用，特别是在有机电子领域中作为热退火的低温替代品。

处于蒸汽状态的溶剂分子可以与材料表面相互作用，也可以扩散到材料内部。这导致了构建块之间的相互作用(例如分子之间的范德华键)的减少，而这些相互作用反过来变得更容易移动，亚稳态物质因此可以发展成热力学上更稳定的状态:它可以相分离，结晶，等等。

然而，溶剂蒸汽退火过程复杂，也可能导致不良后果，如分层、膨胀和结构损伤。因此，退火必须通过修改衬底的温度，溶剂分子的浓度和性质，以及溶剂暴露的长度来优化。

Linkam Scientific在实验室中制造和研究分子PCM，显示了所谓的自旋交叉（SCO）现象。这些铁、锰、钴或铬离子的过渡金属络合物可以承受两相（低自旋和高自旋）之间的可逆变化，因此可以作为存储和处理信息的活性材料，也可以在致动器和传感器中传输不同类型的能量欧洲杯足球竞彩¹．

Linkam Scientific最近通过热蒸发成功地沉积了SCO化合物[Fe(HB(tz)3)2] (tz = triazolyl)薄膜，并发现简单的水蒸气退火过程可以促使沉积薄膜内剧烈的形态和结构重排². 水蒸气退火薄膜在再现性、稳定性和清晰度方面表现出显著增强的SCO特性。

林肯姆仪器在这项研究中发挥了关键作用。在控制的湿度和温度条件下，可以原位跟踪沉积态非晶膜和稳定的结晶膜之间的转变，此外还可以进行非原位光谱测量来评估该过程的效率。

方法

将[Fe(HB(tz)3)2]的体粉加热至250°C，在2×10的基压下以0.003 nm/s的速率蒸发^－7mbar在熔融石英衬底上生长标称厚度约为100 nm的薄膜。

接着，利用a林卡姆THMS600-H级结合RH95湿度控制器，沉积膜暴露在水蒸气中。利用紫外-可见分光光度计，在溶剂退火过程中原位观察了薄膜的紫外吸光度。

利用相同的Linkam阶段和拉曼光谱，控制了退火膜的SCO性能。利用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的表面形貌，利用x射线衍射(XRD)测定了薄膜的结晶度。

结果

[Fe(HB(tz)3)2]薄膜的结晶度对其紫外吸光度有相当大的影响(图1a)，这一现象可以用来观察溶剂原位退火的影响。如图1b所示，在不同温度下，将相对湿度(Rh)从43%提高到90%Linkam THMS600-H室．结晶仅在低温下(< 40°C)被记录，最好的结果在室温附近收集。

有趣的是，在25°C时，当RH95控制器逐渐增加相对湿度时，吸光度出现急剧上升(持续时间约10秒)。这很可能是通过生长和成核形成的薄膜结晶过程。这种转变被发现是不可逆的，表明形成了热力学稳定的薄膜。

薄膜在水蒸气退火过程后水合，但原位拉曼光谱监测表明，逐渐加热到40°C允许去除水含量（图1c）。然后确定一个方案（在Rh80%中在25℃下退火10分钟，然后在40℃下在环境空气中退火5分钟），得到[Fe（HB（tz）3）2]的脱水结晶膜，该膜光滑均匀，没有明显的针孔（图1d）。

(a)原始膜和水蒸气退火膜的紫外吸收光谱。(b)在不同衬底温度(25、30、40和80℃)下，将相对湿度从43%提高到90%时，原位监测[Fe(HB(tz)3)2]薄膜的紫外吸光度。(c)在原始膜上经过水蒸气退火和加热到313k后(从下到上)获得的膜的拉曼光谱(d)初始(非晶)和最终(晶)膜的AFM表面形貌图像。图像大小为10×10µm2。(摘自文献2，经英国皇家化学学会许可)。

图1所示。(a)原始膜和水蒸气退火膜的紫外吸收光谱。(b)在不同衬底温度(25、30、40和80℃)下，将相对湿度从43%提高到90%时，原位监测[Fe(HB(tz)3)2]薄膜的紫外吸光度。(c)在原始膜上经过水蒸气退火和加热到313k后(从下到上)获得的膜的拉曼光谱(d)初始(非晶)和最终(晶)膜的AFM表面形貌图像。图像大小为10×10µm²．(摘自文献2，经英国皇家化学学会许可)。

参考资料及进一步阅读

G. Molnár, S. Rat, L. Salmon, W. Nicolazzi, A. Bousseksou，自旋交叉纳米材料:从基本概念到器件，Ma欧洲杯足球竞彩ter. 2018, 30, 17003862。
V. Shalabaeva, S. Rat, m.d. Manrique-Juarez, a.c。acta optica sinica, 2017, 36 (5): 973 - 976 . acta optica sinica, 2017, 36(5): 973 - 976。化学。C 2017, 5, 4419。

本信息来源、审查和改编自Linkam Scientific提供的材料。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问Linkam科学。

引证

请在你的文章、论文或报告中使用下列格式之一来引用这篇文章:

APA
Linkam科学仪器。(2020年7月30日)。可控分子薄膜结晶。AZoM。于2021年10月04日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17760检索。
MLA
Linkam科学仪器。“可控分子薄膜结晶”。AZoM. 2021年10月4日.
芝加哥
Linkam科学仪器。“可控分子薄膜结晶”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17760。(2021年10月4日生效)。
哈佛
Linkam科学仪器，2020。可控分子薄膜结晶．viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17760。