„MCBJ” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
(Új oldal, tartalma: „==Önszerveződő nanoszerkezetek== <wlatex> * A felületek gyakran átrendeződnek jól definiált struktúrájú alakzatokba (surface reconstruction) * Molekulákb…”)
 
 
(3 szerkesztő 3 közbeeső változata nincs mutatva)
3. sor: 3. sor:
 
* A felületek gyakran átrendeződnek jól definiált struktúrájú alakzatokba (surface reconstruction)   
 
* A felületek gyakran átrendeződnek jól definiált struktúrájú alakzatokba (surface reconstruction)   
 
* Molekulákból önszerveződő rétegeket képezhetünk. Pl. arany felületre a tiol csoport (SH) szeret kötődni, így egyik végükön tiol csoporttal rendelkező molekulák egy arany felületen önszerveződő monoréteget (self-assambled monolayer, SAM) alkothatnak
 
* Molekulákból önszerveződő rétegeket képezhetünk. Pl. arany felületre a tiol csoport (SH) szeret kötődni, így egyik végükön tiol csoporttal rendelkező molekulák egy arany felületen önszerveződő monoréteget (self-assambled monolayer, SAM) alkothatnak
−
* Grafén nanoszalagok létrehozása oxidációval. SiO2 hordozón elhelyezett grafén réteget először oxigén légkörben oxidálunk (~500 OC), aminek hatására kör alakú lyukak jönnek létre. Ezeket 700 OC-os argon atmoszférában hőkezeljük, miközben jól definiált irányú hatszögek jönnek létre. (Reakció: SiO2+C -> SiO + CO) Forrás: Magda Gábor, Dr. Bíró László Péter (MFA)
+
* Grafén nanoszalagok létrehozása oxidációval. SiO<sub>2</sub> hordozón elhelyezett grafén réteget először oxigén légkörben oxidálunk (~500 °C), aminek hatására kör alakú lyukak jönnek létre. Ezeket 700 °C-os argon atmoszférában hőkezeljük, miközben jól definiált irányú hatszögek jönnek létre. (Reakció: SiO<sub>2</sub>+C -> SiO + CO) Forrás: Magda Gábor, Dr. Bíró László Péter (MFA)
 
* Bizonyos anyagok szakítás során szeretnek atomi láncokat képezni
 
* Bizonyos anyagok szakítás során szeretnek atomi láncokat képezni
  
 
Néhány atomból álló kontaktusok vizsgálata:
 
Néhány atomból álló kontaktusok vizsgálata:
 +
 +
{|  cellpadding="5" cellspacing="0" align="center"
 +
|-
 +
| align="center"|[[Fájl:histogram.jpg|közép|500px]]
 +
|-
 +
| align="center"|22/a. ábra. ''Atomi láncképződés.''
 +
|}
 +
 +
{|  cellpadding="5" cellspacing="0" align="center"
 +
|-
 +
| align="center"|[[Fájl:chain.ogv|közép|150px|thumbtime=0:01]]
 +
|-
 +
| align="center"|22/a. ábra. ''Atomi láncképződés.''
 +
|}
  
 
Az atomi kontaktusok vizsgálatára alkalmas mérőberendezések egyike az úgynevezett MCBJ technika (Mechanically Controllable Break Junction technique), melynek felépítése a 3/a. ábrán látható. Egy középen elvékonyított fémszálat két ragasztópötty rögzít egy rugalmas lapkára, amit egy piezo mozgatóval meghajlítunk, így a vezeték két rögzített pontja távolodik egymástól. Már magát a piezo mozgatását is nm alatti pontossággal végezhetjük, a berendezés geometriájából eredő mechanikai áttételnek köszönhetően a szétszakítandó vezeték végeinek elmozdulása a piezo mozgásánál körülbelül két nagyságrenddel kisebb. Így a közvetlenül a szakadás előtt kialakuló atomi kontaktusok vizsgálatára kiemelkedő mechnaikai stabilitás mellett nyílik lehetőség. Miután a minta teljesen elszakadt, újra közelíteni kezdjük a vezetékek végeit, a kontaktus újra felépül. Így egy mintával akár több ezer szakítási görbe is felvehető.
 
Az atomi kontaktusok vizsgálatára alkalmas mérőberendezések egyike az úgynevezett MCBJ technika (Mechanically Controllable Break Junction technique), melynek felépítése a 3/a. ábrán látható. Egy középen elvékonyított fémszálat két ragasztópötty rögzít egy rugalmas lapkára, amit egy piezo mozgatóval meghajlítunk, így a vezeték két rögzített pontja távolodik egymástól. Már magát a piezo mozgatását is nm alatti pontossággal végezhetjük, a berendezés geometriájából eredő mechanikai áttételnek köszönhetően a szétszakítandó vezeték végeinek elmozdulása a piezo mozgásánál körülbelül két nagyságrenddel kisebb. Így a közvetlenül a szakadás előtt kialakuló atomi kontaktusok vizsgálatára kiemelkedő mechnaikai stabilitás mellett nyílik lehetőség. Miután a minta teljesen elszakadt, újra közelíteni kezdjük a vezetékek végeit, a kontaktus újra felépül. Így egy mintával akár több ezer szakítási görbe is felvehető.
50. sor: 64. sor:
 
atom távolságát adja meg a láncban.
 
atom távolságát adja meg a láncban.
  
 +
=== Mérési feladatok ===
 +
 +
=== Segítség ===
 
</wlatex>
 
</wlatex>
 +
 +
 +
===Egyéb===
 +
[[High Tc]]

A lap jelenlegi, 2016. szeptember 6., 08:52-kori változata

Önszerveződő nanoszerkezetek


  • A felületek gyakran átrendeződnek jól definiált struktúrájú alakzatokba (surface reconstruction)
  • Molekulákból önszerveződő rétegeket képezhetünk. Pl. arany felületre a tiol csoport (SH) szeret kötődni, így egyik végükön tiol csoporttal rendelkező molekulák egy arany felületen önszerveződő monoréteget (self-assambled monolayer, SAM) alkothatnak
  • Grafén nanoszalagok létrehozása oxidációval. SiO2 hordozón elhelyezett grafén réteget először oxigén légkörben oxidálunk (~500 °C), aminek hatására kör alakú lyukak jönnek létre. Ezeket 700 °C-os argon atmoszférában hőkezeljük, miközben jól definiált irányú hatszögek jönnek létre. (Reakció: SiO2+C -> SiO + CO) Forrás: Magda Gábor, Dr. Bíró László Péter (MFA)
  • Bizonyos anyagok szakítás során szeretnek atomi láncokat képezni

Néhány atomból álló kontaktusok vizsgálata:

Histogram.jpg
22/a. ábra. Atomi láncképződés.
Chain.ogv
22/a. ábra. Atomi láncképződés.

Az atomi kontaktusok vizsgálatára alkalmas mérőberendezések egyike az úgynevezett MCBJ technika (Mechanically Controllable Break Junction technique), melynek felépítése a 3/a. ábrán látható. Egy középen elvékonyított fémszálat két ragasztópötty rögzít egy rugalmas lapkára, amit egy piezo mozgatóval meghajlítunk, így a vezeték két rögzített pontja távolodik egymástól. Már magát a piezo mozgatását is nm alatti pontossággal végezhetjük, a berendezés geometriájából eredő mechanikai áttételnek köszönhetően a szétszakítandó vezeték végeinek elmozdulása a piezo mozgásánál körülbelül két nagyságrenddel kisebb. Így a közvetlenül a szakadás előtt kialakuló atomi kontaktusok vizsgálatára kiemelkedő mechnaikai stabilitás mellett nyílik lehetőség. Miután a minta teljesen elszakadt, újra közelíteni kezdjük a vezetékek végeit, a kontaktus újra felépül. Így egy mintával akár több ezer szakítási görbe is felvehető.

MCBJ.png
MCBJ gold.jpg
20/a. ábra. MCBJ elrendezés vázlata, forrás: Halbritter András PhD dolgozat, 2003. 20/b. ábra. Arany vezeték szakítása közben mért vezetőképesség görbék.

A szakítás közben, amikor a vezeték legkisebb keresztmetszetében már csak néhány atom található, a kontaktus vezetőképessége lépcsőzetesen változik (3/b. ábra). Ez a viselkedés elsősorban az anyag atomi felépítésével magyarázható, de az elektronok kvantummechanikai viselkedése is fontos szerepet játszik [hivatkozás a nanovezetékek fejezetre]. A széthúzás közben egy adott atomi konfigurációt először rugalmasan deformálunk, ilyenkor a vezetőképesség nem változik jelentősen. A vezetéket tovább nyújtva egy hirtelen atomi átrendeződést figyelhetünk meg, ami a vezetőképesség ugrásszerű változását eredményezi. A teljes szétszakadás előtti utolsó plató a legtöbb esetben egy olyan kontaktushoz tartozik, melyben a két elektródát egyetlen atom köti össze. Bizonyos anyagok esetén (például: Au, Cu, Ag) az utolsó platóhoz tartozó vezetőképesség jól reprodukálóan az úgynevezett vezetőképesség kvantummal - egy univerzális állandóval - egyezik meg: \setbox0\hbox{$1 G_0 = \frac{2 e^2}{h}\approx 1/12900\Omega$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-nak megfelelő értéket vesz fel.

A szakításkor bekövetkező atomi átrendeződések véletlenszerűek, ezért a mért vezetőképesség görbék különbözőek lehetnek, ennek ellenére megfigyelhetőek bizonyos hasonlóságok. Az egyes konfigurációkhoz tartozó platók mindig közel azonos vezetőképességnél találhatóak, azonban ez csak sok - akár több ezer - görbe összehasonlításakor lesz látható. Erre a célra az egyik alapvető kiértékelési mód a mért vezetőképesség görbék hisztogramjának számítása: a hisztogramban csúcsok jelennek azoknál a vezetőképesség értékeknél, ahol a mért vezetőképesség görbékben platók figyelhetőek meg. A hisztogram csúcsai mindig ugyanazokon – a minta anyagára jellemző – vezetőképesség értéknél jelennek meg.

MCBJ hist.ogv
MCBJ hist molecule.ogv
21/a. ábra. Vezetőképesség hisztogram készítése az egyedi mért vezetőképesség görbékből. 21/b. ábra. A kontaktusba molekula épül be - a hisztogramban új csúcs jelenik meg.

Az MCBJ mérés felhasználható arra is, hogy egyedi molekulák vezetőképességét vizsgáljuk. Ehhez a vezeték folyamatos széthúzása majd összenyomása közben molekulákat juttatunk a kontaktushoz, melyek képesek beépülni a két elektróda közé. A beépült molekula következtében megváltozik a kontaktus vezetőképessége, a mért görbék hisztogramjában egy új csúcs jelenik meg (21/b. ábra). A csúcs helye a beépült molekula vezetőképességét jellemzi.

Bizonyos anyagokkal, speciális körülmények között mérve (például arany minta alacsony hőmérsékleten) érdekes jelenség figyelhető meg: az egyedi görbéken megfigyelhető, hogy széthúzáskor az utolsó plató sokszor lényegesen hosszabb a többi platónál. Ez azzal magyarázható, hogy az egyatomos kontaktust széthúzva az nem feltétlenül szakad el egyből, helyette egy több atomból álló atomlánc „húzódik” a két elektróda között. Az atomi láncképződést az utoló plató hosszának statisztikai vizsgálatával lehet kimutatni, a lánc hosszúsága a vezetőképességben mért plató hosszúságával jellemezhető.

Chain.ogv
MCBJ platolength.jpg
22/a. ábra. Atomi láncképződés. 22/b. ábra. Platóhosszúság hisztogram.

Ha felrajzoljuk, hogy különböző platóhosszúságok milyen gyakorisággal fordulnak elő, akkor az így készített plató hosszúság hisztogramban csúcsok jelennek meg egyenlő távolságokra egymástól. A különböző csúcsok különböző számú atomból álló láncnak felelnek meg, a csúcsok közötti távolság – megfelelő kalibráció után – két szomszédos atom távolságát adja meg a láncban.

Mérési feladatok

Segítség


Egyéb

High Tc

A lap eredeti címe: „https://fizipedia.bme.hu/index.php?title=MCBJ&oldid=19042”