SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 41
Presenter:
Ali Bakhshi
Title:
Quantum dots & Thin Films
1
Day 2
B.Sc Physics Eng. Tabriz Uni.
M.Sc Nano Tech. IUST
Researcher IPM
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
2
‫در‬
‫روش‬
‫اول‬
‫كه‬
‫به‬
‫روش‬
‫از‬
‫باال‬
‫به‬
‫پايين‬
‫مرسوم‬
،‫است‬
‫مواد‬
‫حجيم‬
‫با‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫يك‬
‫سري‬
‫از‬
،‫ابزارها‬
‫به‬
‫مواد‬
‫ريزتر‬
‫و‬
‫در‬
‫نهايت‬
‫به‬
‫مواد‬
‫نانومتري‬
‫تبديل‬
‫‌شوند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫تغيير‬
‫شكل‬
‫شديد‬
‫و‬
‫ليتوگرافي‬
‫كه‬
‫در‬
‫صنايع‬
‫الكترونيك‬
‫و‬
‫فوتونيک‬
‫كاربرد‬
‫وسيعي‬
،‫دارد‬
‫از‬
‫جمله‬
‫اين‬
‫‌ها‬
‫ش‬‫رو‬
‫هستند‬
.
‫‌هايي‬
‫ش‬‫رو‬
‫كه‬
‫در‬
‫اين‬
‫‌بندي‬
‫ه‬‫طبق‬
‫قرار‬
‫‌گيرند‬
‫ي‬‫م‬
‫عبارتند‬
‫از‬
‫آلياژسازي‬
،‫مكانيكي‬
‫‌كاري‬
‫ن‬‫ماشي‬
‫در‬
‫بعد‬
‫ماكرو‬
‫و‬
‫غيره‬
.
‫‌عنوان‬
‫ه‬‫ب‬
‫مثال‬
‫در‬
‫روش‬
‫آلياژسازي‬
‫مكانيكي‬
‫براي‬
‫شروع‬
‫فرآيند‬
‫ساخت‬
‫از‬
‫پودرهاي‬
‫ميكرومتري‬
‫استفاده‬
‫‌گردد‬
‫ي‬‫م‬
‫و‬
‫در‬
‫ادامه‬
‫به‬
‫كمك‬
‫آسياب‬
‫مكانيكي‬
،
‫ذرات‬
‫پودر‬
‫بصورت‬
‫نانو‬
‫ذرات‬
‫يا‬
‫نانوساختارها‬
‫تبديل‬
‫‌گردد‬
‫ي‬‫م‬
.
1
)
‫‌های‌باال‌به‌پایین‬
‫ش‬‫رو‬
2
)
‫‌های‌میانی‬
‫ش‬‫رو‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
3
‫مقايسه‬
‫بين‬
‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫مختلف‬
‫سنتز‬
‫در‬
‫اين‬
‫‌ها‬
‫ش‬‫رو‬
‫مواد‬
‫نانو‬
‫با‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫به‬
‫هم‬
‫پيوستن‬
‫‌هاي‬
‫ك‬‫بلو‬
‫سازنده‬
‫مانند‬
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫و‬
‫‌ها‬
‫ل‬‫مولكو‬
‫و‬
‫قرار‬
‫دادن‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫آ‬
‫در‬
‫كنار‬
‫يكديگر‬
‫و‬
‫يا‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫خودآرايي‬
‫توليد‬
‫‌گردند‬
‫ي‬‫م‬
‫‌هاي‬
‫ك‬‫تكني‬
‫سل‬
-
‫ژل‬
‫و‬
‫‌دهي‬
‫ب‬‫رسو‬
‫از‬
‫فاز‬
‫بخار‬
‫در‬
‫اين‬
‫‌بندي‬
‫م‬‫تقسي‬
‫جاي‬
‫‌گيرند‬
‫ي‬‫م‬
.
3
)
‫‌های‌پایین‌به‌باال‬
‫ش‬‫رو‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
4
‫از‬
‫اين‬
‫روش‬
‫‌توان‬
‫ي‬‫م‬
‫در‬
‫توليد‬
‫نانوذرات‬
‫با‬
‫اندازه‬
‫يكسان‬
‫يا‬
‫تركيبات‬
‫الياژي‬
‫در‬
‫حجم‬
،‫زياد‬
‫در‬
‫توليد‬
‫‌ها‬
‫ت‬‫نانوكامپوزي‬
‫در‬
‫دماي‬
‫پايين‬
‫استفاده‬
‫كرد‬
.
‫از‬
‫اين‬
‫رو‬
‫در‬
‫مقياس‬
‫صنعتي‬
‫‌كدام‬
‫چ‬‫هي‬
‫از‬
‫‌ها‬
‫ش‬‫رو‬
‫قادر‬
‫به‬
‫رقابت‬
‫با‬
‫روش‬
‫سل‬
-
‫ژل‬
‫نيستند‬
.
‫كلوئيد‬
‫سوسپانسيوني‬
‫است‬
‫كه‬
‫در‬
‫آن‬
‫فاز‬
‫پراكنده‬
‫شده‬
‫‌كوچك‬
‫ي‬‫خيل‬
‫است‬
(
1
-
100
‫نانومتر‬
)
‫به‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫گون‬
‫كه‬
‫نيروهاي‬
‫جاذبه‬
‫زمين‬
‫قابل‬
‫‌نظر‬
‫ف‬‫صر‬
‫بوده‬
‫و‬
‫‌ها‬
‫ش‬‫برهمكن‬
‫بواسطه‬
‫نيروهاي‬
‫ميدان‬
‫كوتاه‬
‫از‬
‫قبيل‬
‫نيروهاي‬
‫جاذبه‬
‫واندروالس‬
‫و‬
‫بارهاي‬
‫سطحي‬
‫انجام‬
‫‌گيرد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫سل‬
‫يك‬
‫مخلوط‬
‫كلوئيدي‬
‫از‬
‫ذرات‬
‫جامد‬
‫در‬
‫يك‬
‫محيط‬
‫مايع‬
‫است‬
‫كه‬
‫در‬
‫اثر‬
‫فرايندهاي‬
‫بعدي‬
‫مانند‬
‫هيدروليز‬
‫و‬
‫تراكم‬
‫به‬
‫ژل‬
‫تبديل‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫سل‬
-
‫ژل‬
1
)
‫مخلوط‬
‫كردن‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫‌ماد‬
‫ش‬‫پي‬
2
)
‫فرايند‬
‫هيدروليز‬
‫و‬
‫تشكيل‬
‫سل‬
3
)
‫تشكيل‬
‫ژل‬
۴
)
‫‌آوري‬
‫ل‬‫عم‬
۵
)
‫‌كردن‬
‫ك‬‫خش‬
۶
)
‫‌زدايي‬
‫ب‬‫آ‬
‫يا‬
‫تثبيت‬
‫شيميايي‬
٧
)
‫متراكم‬
‫كردن‬
‌‫سل‬
-
‫ژل‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
5
‫انواع‬
‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫‌دهي‬
‫ش‬‫پوش‬
‫ذرات‬
‫سل‬
‫بر‬
‫روي‬
‫بستر‬
:
‫‌وري‬
‫ه‬‫غوط‬
:
‫سطح‬
‫مورد‬
‫نظر‬
‫در‬
‫محلول‬
‫فرو‬
‫برده‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
‫و‬
‫در‬
‫يك‬
‫سرعت‬
‫ثابت‬
‫بيرون‬
‫كشيده‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
‫لذا‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫الي‬
‫از‬
‫سل‬
‫بر‬
‫روي‬
‫سطح‬
‫وابسته‬
‫به‬
‫كشش‬
‫ويسكوز‬
‫و‬
‫نيروهاي‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫جاذب‬
‫‌نشيند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫‌دهي‬
‫ش‬‫پوش‬
‫به‬
‫روش‬
‫چرخشي‬
:
‫محلول‬
‫سل‬
‫بر‬
‫روي‬
‫بستر‬
‫طي‬
‫انجام‬
‫چرخش‬
‫پخش‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
‫مراحل‬
‫فرايند‬
:
‫ريختن‬
‫سل‬
‫بروي‬
‫مركز‬
،‫زيراليه‬
‫چرخش‬
،‫سريع‬
‫كاهش‬
‫چرخش‬
‫و‬
‫تبخير‬
.
‌‫سل‬
-
‫ژل‬
https://doi.org/10.2478/s11696-012-0144-4
https://doi.org/10.1016/j.sbsr.2017.11.008
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
6
‫سنتز‬
‫و‬
‫‌دهي‬
‫ش‬‫پوش‬
‫بر‬
‫روي‬
‫بستر‬
:
‫اسپري‬
‫كردن‬
:
‫ذرات‬
‫بسيار‬
‫ريز‬
‫پراكنده‬
‫محلول‬
،‫سل‬
‫بر‬
‫روي‬
‫بستر‬
‫پاشيده‬
‫‌شوند‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫سل‬
-
‫ژل‬
https://doi.org/10.1002/adfm.202008601
‫سنتز‌رنگ‌خودرو‌برپايه‌کريستال‌فوتونی‬
‫اسپری‬
‫پالسما‬
‫اسپری‬
‫انفجاری‬
‫اسپری‬
‫قوس‬
‫سيم‬
‫اسپری‬
‫شعله‬
‫اسپری‬
‫پوشش‬
‫اکسيژن‬
-
‫سوخت‬
‫با‬
‫سرعت‬
‫باال‬
(HVOF)
‫سوخت‬
‫هوا‬
‫با‬
‫سرعت‬
‫باال‬
(HVAF)
‫اسپری‬
‫گرم‬
‫اسپری‬
‫سرد‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
7
‫واكنش‬
‫شيميايي‬
‫است‬
‫كه‬
‫در‬
‫آن‬
‫‌ماده‬
‫ش‬‫پي‬
‫مورد‬
‫نظر‬
‫با‬
‫رسيدن‬
‫به‬
‫دماي‬
‫مشخص‬
‫تحت‬
‫تخريب‬
‫قرار‬
‫گرفته‬
‫و‬
‫به‬
‫تركيب‬
‫جامد‬
‫تبديل‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
‫و‬
‫مواد‬
‫زائد‬
‫آن‬
‫تبخير‬
‫و‬
‫يا‬
‫حذف‬
‫‌گردند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫اين‬
‫فرآيند‬
‫با‬
‫نام‬
‫پيروليز‬
(
Pyrolysis
)
‫و‬
‫گاه‬
‫گرماكافت‬
(
Thermolysis
)
‫نيز‬
‫شناخته‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
‫اين‬
‫روش‬
‫يكي‬
‫از‬
‫‌ترين‬
‫ي‬‫قديم‬
‫‌ها‬
‫ش‬‫رو‬
‫در‬
‫تبديل‬
‫مواد‬
‫به‬
‫اجزاء‬
‫سازنده‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫آ‬
‫‌باشد‬
‫ي‬‫م‬
‫براي‬
‫مثال‬
‫توليد‬
‫آهك‬
‫از‬
‫سنگ‬
‫آهك‬
،
‫در‬
‫فرايند‬
‫كراكينگ‬
‫در‬
‫صنايع‬
‫نفت‬
‫و‬
...
‫تخریب‌حرارتي‬
𝐶𝑎𝐶𝑂3 → 𝐶𝑎𝑂 + 𝑂2
Thermal Decomposition
https://doi.org/10.3390/electronics4041033
https://doi.org/10.1038/s41699-019-0096-4
MoS2 photodetectors
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
8
‫تخریب‌حرارتي‬
Thermal Decomposition
iron(III) acetylacetonate (Fe(acac)3, 99.99%),
cobalt(II) acetylacetonate (Co(acac)2, 99%)
Benzyl ether,
ethanol,
hexane
Co(C5H7O2)2 + Fe(C5H7O2)3→CoFe2O4 + CH3COCH3 + CO2
cobalt ferrite nanoparticles
photocatalytic activity
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.12.079
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
9
‫تخریب‌حرارتي‬
Thermal Decomposition
‫‌ترين‬
‫ه‬‫ساد‬
‫مثال‬
‫از‬
‫ساخت‬
‫نانوذرات‬
‫به‬
‫روش‬
،‫گرماكافت‬
‫ساخت‬
‫نانوذرات‬
‫نقره‬
‫از‬
‫رسوب‬
AgOH
‫است‬
.
‫استفاده‬
‫از‬
‫پرتو‬
‫ليزر‬
CO2
‫در‬
‫تخريب‬
‫‌ها‬
‫ل‬‫كربوني‬
‫بسيار‬
‫موثر‬
‫‌باشد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫کربونيل‬
‫کبالت‬
‫در‬
‫دمای‬
130
-
170
‫درجه‬
‫‌گراد‬
‫ي‬‫سانت‬
‫تحت‬
‫اتمسفر‬
‫‌اثر‬
‫ي‬‫ب‬
‫در‬
‫دكالين‬
‫يا‬
‫اتيلن‬
‫گيكول‬
‫تخريب‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
‫و‬
‫ذراتي‬
‫با‬
‫اندازه‬
‫حدوده‬
45
‫نانومتر‬
‫ايجاد‬
‫‌كند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫نانوذرات‬
‫اكسيد‬
‫نيكل‬
‫از‬
‫طريق‬
‫اتميزه‬
‫كرده‬
‫‌ماده‬
‫ش‬‫پي‬
‫و‬
‫پيروليز‬
‫و‬
‫درنهايت‬
‫احيا‬
‫در‬
‫كوره‬
‫در‬
‫دماي‬
500
‫درجه‬
‫‌گراد‬
‫ي‬‫سانت‬
‫بر‬
‫روي‬
‫ويفر‬
‫سيليكوني‬
‫ايجاد‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815749-7.00007-4
laser pyrolysis
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
10
‌‫آلیاژسازي‬
‫مكانیكي‬
:(Mechanical Alloying) ‫آلياژسازي‌مكانيكي‬
‫فرايندي‬
‫كه‬
‫در‬
‫آن‬
‫از‬
‫مخلوط‬
‫دو‬
‫يا‬
‫چند‬
‫پودر‬
‫مختلف‬
‫استفاده‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
:)Mechanical Milling) ‫آسياكاري‌مكانيكي‌و‌يا‌سايش‌مكانيكي‬
‫فرايندي‬
‫كه‬
‫در‬
‫آن‬
‫پودرهاي‬
‫مورد‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫نظر‬
‫تركيب‬
‫شيميايي‬
‫همگن‬
‫باشند‬
.
:)Reaction Milling( : ‫آسياكاري‌واكنشي‌يا‌شيميايي‬
‫فرايندی‬
‫كه‬
‫يك‬
‫واكنش‬
‫شيميايي‬
‫بين‬
‫ذرات‬
‫پودر‬
‫اوليه‬
‫و‬
‫اتمسفر‬
‫محفظه‬
‫اسيا‬
‫و‬
‫يا‬
‫بين‬
‫اجزا‬
‫مخلوط‬
‫پودر‬
‫اوليه‬
‫رخ‬
‫دهد‬
.
:)Cryogenic milling) ‫آسياكاري‌تبريدي‬
‫در‬
‫مواردي‬
‫كه‬
‫آلياژسازي‬
‫مكانيكي‬
‫در‬
‫دماهاي‬
‫پايين‬
‫و‬
‫يا‬
‫در‬
‫محيط‬
‫نيتروژن‬
‫مايع‬
‫انجام‬
‫شود‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
11
‌‫آلیاژسازي‬
‫مكانیكي‬
(SPEX) ‌‫‌اي‬
‫ه‬‫آسياب‌گلول‬
‫ارتعاشي‬
‌‫حجم‌محفظه‌در‌اين‌نوع‌اسيا‌بسيار‌كم‬
(
10
‫‌ليتر‬
‫ي‬‫ميل‬
)
‌‫بوده‬
‌‫و‌محتويات‬
‌‫آن‌در‌سه‌جهتت‬
‌‫عمود‌برهم‌با‌سرعت‌بسيار‌باال‬
‌‫حتدود‬
1200
‌‫‌نوسان‬‫‌دقيقه‬‫‌در‬‫دور‬
‫‌كند‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫سرعت‬
‌‫‌ها‬
‫ه‬‫گلول‬
‌‫در‌اين‌روش‬
‌‫به‌حدود‬
5
‌‫متر‌بر‌ثانيه‬
‌‫‌رسد‬
‫ي‬‫م‬
‌‫تروي‬
‫تذا‌نيت‬
‫لت‬
‌‫تاده‬
‫‌العت‬
‫ق‬‫فو‬
‌‫تادي‌از‬
‫زيت‬
‌‫ترف‬
‫طت‬
‌‫‌ها‬
‫ه‬‫گلول‬
‌‫بر‌پودرها‌وارد‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
(Planetary Ball Mill) ‫‌اي‬
‫ه‬‫‌اي‌سيار‬
‫ه‬‫اسياب‌گلول‬
‌‫حجم‌محفظه‌اين‌نوع‌اسيا‌بتين‬
45
‌‫تتا‬
500
‫‌ليتر‌متغير‌است‬
‫ي‬‫ميل‬
.
‌‫در‌اين‌اسيا‌صفحه‌دوار‌در‌يك‌جهت‌چرخيده‬
‌‫و‌محفظه‌براساس‬
‌‫مكانيزمي‌در‌جهت‌خالف‌حركت‬
‌،‫صفحه‌دوار‬
‌‫حركت‌دوراني‬
‌‫انجام‬
‫‌دهد‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫لذا‬
‌‫در‌اثر‌نيروي‌گريز‌از‌مركتز‌ايجتاد‬
‌‫شتده‬
‌‫خردايش‬
‌‫پودرها‌انجام‬
‫‌گيرد‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
12
‌‫آلیاژسازي‬
‫مكانیكي‬
(Attrition Mill) ‌‫اسياكاري‬
‌‫‌اي‬
‫ه‬‫گلول‬
‫فرسايشي‬
‫اين‬
‫‌ها‬
‫ب‬‫اسيا‬
‫قادر‬
‫به‬
‫اسياب‬
‫مقادير‬
‫زيادي‬
‫پودر‬
‫در‬
‫حدود‬
0.5
‫تا‬
40
‫كيلوگرم‬
‫در‬
‫يك‬
‫مرحله‬
‫‌باشند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫در‬
‫اسياب‬
‫فرسايشي‬
‫كه‬
‫متشكل‬
‫از‬
‫يك‬
‫محفظه‬
‫عمودي‬
‫با‬
‫‌هايي‬
‫ه‬‫پر‬
‫در‬
‫داخل‬
‫آن‬
‫‌باشد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫اين‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫پر‬
‫در‬
‫زاويه‬
90
‫درجه‬
‫به‬
‫صورت‬
‫سري‬
‫نسبت‬
‫به‬
‫هم‬
‫قرار‬
‫‌اند‬
‫ه‬‫گرفت‬
‫وظيفه‬
‫انتقال‬
‫انرژي‬
‫به‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫گلول‬
‫را‬
‫دارند‬
.
‫اسيا‬
‫افقي‬
‫غلتان‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫گلول‬
‫در‬
‫اين‬
‫اسياب‬
‫محفظه‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫استوان‬
‫افقي‬
‫حول‬
‫محور‬
‫مركزي‬
‫خود‬
‫دوران‬
‫‌كند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫معموال‬
‫قطر‬
‫محفظه‬
‫بيشتر‬
‫از‬
‫يك‬
‫متر‬
‫است‬
.
‫همزمان‬
‫با‬
‫دوران‬
‫محفظه‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫گلول‬
‫روي‬
‫ذرات‬
‫پودر‬
‫ريخته‬
‫و‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫آ‬
‫را‬
‫خرد‬
‫‌كنند‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
13
‌‫آلیاژسازي‬
‫مكانیكي‬
‫دستگاه‬
‫آسياب‬
‫فرسايشي‬
‫افقي‬
:
‫در‬
‫اين‬
‫اسياب‬
‫سرعت‬
‫حدودا‬
‫سه‬
‫برابر‬
‫حالت‬
‫عمودي‬
،‫است‬
‫امكان‬
‫كنترل‬
‫دقيق‬
‫اتمسفر‬
‫و‬
‫خال‬
‫وجود‬
،‫دارد‬
‫ابزار‬
‫الزم‬
‫جهت‬
‫كنترل‬
‫سرد‬
‫و‬
‫گرم‬
‫كردن‬
‫در‬
‫اين‬
‫‌ها‬
‫ب‬‫اسيا‬
‫وجود‬
‫دارد‬
‫و‬
‫ناحيه‬
‫مرده‬
‫در‬
‫اين‬
‫اسياب‬
‫حذف‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
،
‫ظرفيت‬
‫آن‬
‫از‬
0.5
‫تا‬
900
‫ليتر‬
‫قابل‬
‫تغيير‬
‫است‬
‫و‬
‫به‬
‫صورت‬
‫بسته‬
‫و‬
‫نيمه‬
‫پيوسته‬
‫‌توان‬
‫ي‬‫م‬
‫آن‬
‫را‬
‫عملياتي‬
‫كرد‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
14
‌‫آلیاژسازي‬
‫مكانیكي‬
‫مكانيزم‬
‫تغيير‬
‫شكل‬
‫پودرها‬
‫و‬
‫انجام‬
‫الياژسازي‬
:
‫در‬
‫حالت‬
‫كلي‬
‫ذرات‬
‫نرم‬
‫در‬
‫اثر‬
‫ضربات‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫گلول‬
‫پهن‬
‫و‬
‫ذرات‬
‫ترد‬
‫شكسته‬
‫‌شوند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫تغيير‬
‫شكل‬
‫پالستيك‬
‫ذرات‬
‫پودر‬
‫در‬
‫نتيجه‬
،‫ضربات‬
‫منجر‬
‫به‬
‫كار‬
‫سخت‬
‫و‬
‫شكست‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫آ‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
‫سطوح‬
‫جديد‬
‫عامل‬
‫جوش‬
‫خوردن‬
‫ذرات‬
‫به‬
‫يكديگر‬
‫و‬
‫ايجاد‬
‫ذرات‬
‫‌تر‬
‫گ‬‫بزر‬
‫هستند‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
15
‌‫آلیاژسازي‬
‫مكانیكي‬
‫عوامل‬
‫موثر‬
‫بر‬
‫تشكيل‬
‫مواد‬
‫جديد‬
:
1
)
‫دما‬
‫اگر‬
‫دما‬
‫باال‬
‫باشد‬
‫تحرك‬
‫اتمي‬
‫افزايش‬
‫يافته‬
‫در‬
‫نتيجه‬
‫فرايندهايي‬
‫مثل‬
‫تبلور‬
‫مجدد‬
‫افزايش‬
‫‌يابند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫افزايش‬
‫دما‬
‫به‬
‫دو‬
‫دليل‬
‫‌تواند‬
‫ي‬‫م‬
‫اتفاق‬
‫بيافتد‬
:
‫يكي‬
‫ناشي‬
‫از‬
‫افزايش‬
‫انرژي‬
‫جنبشي‬
‫زياد‬
‫اجزاي‬
‫اسيا‬
(
‫اصطكاك‬
‫حين‬
‫برخوردها‬
‫و‬
‫تغيير‬
‫شكل‬
‫پالستيكي‬
‫موضعي‬
)
‫و‬
‫دوم‬
‫امكان‬
‫انجام‬
‫واكنش‬
‫گرمازا‬
.
2
)
‫تاثير‬
‫اندازه‬
‫بلور‬
‫با‬
‫افزايش‬
‫مرز‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫دان‬
‫در‬
‫اين‬
‫حالت‬
‫ميزان‬
‫نفوذ‬
‫‌العاده‬
‫ق‬‫فو‬
‫افزايش‬
‫يافته‬
‫به‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫گون‬
‫كه‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫شبك‬
‫پيوسته‬
‫از‬
‫مسيرهاي‬
‫نفوذي‬
‫كوتاه‬
‫فراهم‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
‫عالوه‬
‫بر‬
‫اينكه‬
‫در‬
‫اندازه‬
‫كمتر‬
‫تغييرات‬
‫در‬
‫پارامتر‬
‫شبكه‬
‫بيشتر‬
‫است‬
.
3
)
‫ساختار‬
‫بلوري‬
‫بسته‬
‫به‬
‫فشردگي‬
‫شبكه‬
‫نفوذپذيري‬
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫بخصوص‬
‫‌هاي‬
‫م‬‫ات‬
‫بين‬
‫نشيني‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
16
‫نشست‬
‫بخار‬
‫شيميايي‬
CVD
‫اولين‬
‫بار‬
‫در‬
‫سال‬
1880
‫به‬
‫منظور‬
‫پوشش‬
‫‌هاي‬
‫ن‬‫فيالما‬
‫مورد‬
‫استفاده‬
‫در‬
‫‌هاي‬
‫پ‬‫الم‬
‫روشنايي‬
‫مورد‬
‫استفاده‬
‫قرار‬
‫گرفت‬
.
‫در‬
‫اين‬
‫روش‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫‌ماد‬
‫ش‬‫پي‬
‫تبخير‬
‫شده‬
‫و‬
‫وارد‬
‫راكتور‬
‫‌شوند‬
‫ي‬‫م‬
‫و‬
‫در‬
‫نهايت‬
‫جذب‬
‫سطح‬
‫‌گردند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫‌ها‬
‫ل‬‫مولكو‬
‫در‬
‫سطح‬
‫تحت‬
‫يكي‬
‫از‬
‫‌هاي‬
‫ش‬‫واكن‬
‫مثل‬
‫پيروليز‬
،
‫اكسيداسيون‬
،
‫احيا‬
‫يا‬
‫واكنش‬
‫با‬
‫گازهاي‬
‫ديگر‬
‫فيلم‬
‫جامدي‬
‫را‬
‫بر‬
‫روي‬
‫بستر‬
‫ايجاد‬
‫‌كنند‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‬
‫نشاني‬
Catalytic Synthesis of Carbon
Nanotubes and Nanofibers
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
17
‫نشست‬
‫بخار‬
‫شيميايي‬
CVD
‫مباني‬
‫نشست‬
‫شيميايي‬
‫بخار‬
:
‫اين‬
‫فرايند‬
‫شامل‬
‫سه‬
‫مرحله‬
‫است‬
:
1
)
‫انتقال‬
‫واكنش‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫دهند‬
‫به‬
‫سطح‬
‫بستر‬
‫از‬
‫طريق‬
‫يك‬
‫اليه‬
‫مرزي‬
‫با‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫فرايند‬
‫نفوذ‬
2
)
‫انجام‬
‫‌هاي‬
‫ش‬‫واكن‬
‫شيميايي‬
‫بر‬
‫روي‬
‫سطح‬
‫بستر‬
‫و‬
‫تركيب‬
‫شدن‬
‫محصوالت‬
‫جديد‬
‫با‬
‫مواد‬
‫رشد‬
‫يافته‬
‫قبيل‬
3
)
‫حذف‬
‫محصوالت‬
‫گازي‬
‫فرايند‬
‫از‬
‫روي‬
‫بستر‬
‫مراحل‬
‫اول‬
‫و‬
‫سوم‬
‫شديدا‬
‫به‬
‫يكديگر‬
‫وابسته‬
‫هستند‬
‫و‬
‫از‬
‫طريق‬
‫روابط‬
‫استوكيومتري‬
‫واكنش‬
‫با‬
‫يكديگر‬
‫در‬
‫ارتباط‬
‫هستند‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‬
‫نشاني‬
https://doi.org/10.1038/s43586-020-00005-y
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
18
‫نشست‬
‫بخار‬
‫شيميايي‬
CVD
‫انواع‬
‫سيستم‬
‫هايي‬
‫كه‬
‫با‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫روش‬
‫نشست‬
‫شيميايي‬
‫بخار‬
‫نانومواد‬
‫را‬
‫تهيه‬
‫‌كند‬
‫ي‬‫م‬
‫عبارتند‬
‫از‬
:
1
)
‫نشست‬
‫شيميايي‬
‫بخار‬
-
CVD
2
)
‫تراكم‬
‫شيميايي‬
‫بخار‬
-
CVC
3
)
‫رسوبگيري‬
‫ذرات‬
‫با‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫روش‬
CVD
-
PPCVD
4
)
‫نشست‬
‫شيميايي‬
‫بخار‬
‫كاتاليزوري‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‬
‫نشاني‬
https://doi.org/10.3390/mi11090799
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
19
‫نشست‬
‫بخار‬
‫شيميايي‬
CVD
‫اين‬
‫روش‬
‫‌تواند‬
‫ي‬‫م‬
‫تحت‬
‫خالء‬
‫باال‬
‫يا‬
‫فشار‬
‫كم‬
‫گاز‬
‫‌دهنده‬
‫ش‬‫واكن‬
‫استفاده‬
‫شود‬
.
‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
MOCVD
‫و‬
PECVD
‫در‬
‫دماي‬
‫‌تر‬
‫ن‬‫پايي‬
‫براي‬
‫ساخت‬
‫‌هاي‬
‫م‬‫فيل‬
‫با‬
‫كيفيت‬
‫بهتر‬
‫استفاده‬
‫كرد‬
.
‫افزايش‬
‫كرنش‬
‫االستيك‬
‫در‬
‫فصل‬
‫مشترك‬
‫باعث‬
‫افزايش‬
‫انرژي‬
‫كرنشي‬
‫و‬
‫در‬
‫نهايت‬
‫عدم‬
‫تحمل‬
‫ان‬
‫توسط‬
‫زمينه‬
‫از‬
‫طريق‬
‫تشكيل‬
‫نابجايي‬
‫و‬
‫ازاد‬
‫كردن‬
‫تنش‬
‫‌باشد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫كه‬
‫منجر‬
‫به‬
‫افزايش‬
‫در‬
‫انرژي‬
‫سطحي‬
‫و‬
‫در‬
‫نتيجه‬
‫تضعيف‬
‫ترشوندگي‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‬
‫نشاني‬
metal organic chemical vapor deposition
Plasma-enhanced chemical vapor deposition
‫ايده‬
!
20
https://www.beilstein-journals.org/bjnano/articles/10/43/downloads
Dichroic laser mirrors
harmonic separators
https://doi.org/10.1364/PRJ.411372
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
21
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫انتقال‬
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫و‬
‫‌هاي‬
‫ل‬‫مولكو‬
‫منبع‬
‫يا‬
‫هدف‬
‫با‬
‫استفاده‬
‫از‬
‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫مختلف‬
‫و‬
‫نشاندن‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫آ‬
‫بر‬
‫روي‬
‫يك‬
‫بستر‬
‫را‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫‌گويند‬
‫ي‬‫م‬
‫كه‬
‫شامل‬
‫واكنش‬
‫شيميايي‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫نم‬
.
‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫مختلف‬
‫كندن‬
‫اتم‬
‫ها‬
‫از‬
‫سطح‬
‫هدف‬
‫شامل‬
‫تبخير‬
،‫حرارتي‬
‫تبخير‬
‫پرتو‬
‫الكتروني‬
،
‫كند‬
‫و‬
،‫پاش‬
‫اپيتكسي‬
‫پرتو‬
‫مولكولي‬
‫مي‬
‫باشد‬
.
‫مراحل‬
‫فرايند‬
‫نشست‬
:
1
)
‫جذب‬
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫يا‬
‫‌ها‬
‫ل‬‫مولكو‬
‫بر‬
‫روي‬
‫سطح‬
‫بستر‬
2
)
‫نفوذ‬
‫افقي‬
‫مواد‬
‫جذب‬
‫شده‬
‫بر‬
‫روي‬
‫سطح‬
3
)
‫تشكيل‬
‫پيوند‬
‫با‬
‫يكديگر‬
‫و‬
‫نيز‬
‫با‬
‫‌هاي‬
‫م‬‫ات‬
‫بستر‬
4
)
‫‌زايي‬
‫ه‬‫هست‬
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫و‬
‫متراكم‬
‫شدن‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫آ‬
5
)
‫ايجاد‬
‫ساختارهاي‬
‫بلوري‬
‫توسعه‬
‫يافته‬
‫و‬
‫تشكيل‬
‫ميكروساختارها‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
Physical Vapor Deposition
1
)
‫تبخير‬
2
)
‫انتقال‬
‫بخار‬
3
)
‫رشد‬
‫روی‬
‫زيراليه‬
quartz crystal microbalance (QCM)
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818908-5.00003-2
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
22
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫روش‬
‫تبخير‬
‫در‬
‫اين‬
‫روش‬
‫براي‬
‫تبخير‬
‫ماده‬
‫منبع‬
‫از‬
‫گرم‬
‫كردن‬
‫مقاومتي‬
‫هدف‬
‫يا‬
‫از‬
‫انرژي‬
‫پرتوهاي‬
‫الكتروني‬
‫و‬
‫ليزري‬
‫استفاده‬
‫‌شود‬
‫ي‬‫م‬
.
‫اين‬
‫روش‬
‫‌بايست‬
‫ي‬‫م‬
‫تحت‬
‫شرايط‬
‫خالء‬
‫انجام‬
‫گيرد‬
.
‫با‬
‫كنترل‬
‫فشار‬
‫بخار‬
‫منبع‬
‫‌توان‬
‫ي‬‫م‬
‫غلظت‬
‫اجزا‬
‫واكنشي‬
‫را‬
‫كنترل‬
‫كرد‬
:
‫نرخ‬
‫تبخير‬
:
‫سرعت‬
‫رشد‬
‫وابسته‬
‫به‬
‫سرعت‬
‫تبخير‬
‫و‬
‫زاويه‬
‫برخوردي‬
‫بخار‬
‫با‬
‫بستر‬
‫و‬
‫فاصله‬
‫منبع‬
‫از‬
‫بستر‬
‫دارد‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
Tungsten (W); MP = 3380°C, P* = 10-2 torr at 3230°C
Boron nitride (BN); MP = 2500°C, P* = 10-2 torr at 1600°C
https://labs.ece.uw.edu/cam/tutorials/PhysicalVaporDeposition.pdf
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
23
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫روش‬
‫تبخير‬
‫بدست‬
‫آوردن‬
‫دمای‬
‫ذوب‬
‫و‬
‫تبخير‬
‫به‬
‫کمک‬
‫‌سازی‬
‫ه‬‫شبي‬
‫ديناميک‬
‫مولکولی‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
units metal
atom_style atomic
boundary p p p
variable a equal 4.0782
lattice fcc 4.0782
region box block 0 10 0 10 0 10
create_box 1 box
create_atoms 1 box
mass 1 196.97
pair_style eam
pair_coeff * * Au_u3.eam
minimize 1.0e-8 1.0e-8 1000 100000
min_style cg
timestep 0.001
velocity all create 300.0 454883 mom yes rot yes dist gaussian
thermo 50000
thermo_style custom step pe ke etotal temp vol press density
atoms
fix 1 all press/berendsen iso 0.0 0.0 100.0
fix 2 all nvt temp 300.00 2400.00 1.0
dump 1 all xyz 100 AuMelt.xyz
run 1000000
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
24
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫اپيتكسي‬
‫پرتو‬
‫مولكولی‬
‫اين‬
‫روش‬
‫‌عنوان‬
‫ه‬‫ب‬
‫يك‬
‫حالت‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫ويژ‬
‫از‬
‫تبخير‬
‫براي‬
‫رشد‬
‫‌هاي‬
‫م‬‫فيل‬
‫نازك‬
‫‌كريستال‬
‫ك‬‫ت‬
‫‌باشد‬
‫ي‬‫م‬
‫كه‬
‫در‬
‫آن‬
‫تبخير‬
‫شديدا‬
‫كنترل‬
‫‌اي‬
‫ه‬‫شد‬
‫از‬
‫منابع‬
‫مختلف‬
‫در‬
‫خال‬
‫بسيار‬
‫باال‬
‫حدود‬
10
-
10
‫تور‬
‫انجام‬
‫‌گيرد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫يا‬
‫‌هاي‬
‫ل‬‫مولكو‬
‫تبخير‬
‫شده‬
‫از‬
‫منابع‬
‫مختلف‬
‫با‬
‫توجه‬
‫به‬
‫متوسط‬
‫مسير‬
‫پويش‬
‫آزاد‬
‫زياد‬
‫در‬
‫فشار‬
‫بسيار‬
‫كم‬
‫با‬
‫يكديگر‬
‫اندركنش‬
‫ندارند‬
.
‫تبخير‬
‫توسط‬
‫روش‬
‫گرمايش‬
‫مقاومت‬
‫الكتريكي‬
‫هر‬
‫منبع‬
‫به‬
‫صورت‬
‫جداگانه‬
‫در‬
‫‌هاي‬
‫ل‬‫سلو‬
‫خاص‬
‫خود‬
‫انجام‬
‫‌گيرد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫و‬
‫‌ها‬
‫ل‬‫مولكو‬
‫بر‬
‫روي‬
‫سطح‬
‫زيراليه‬
‫‌كريستال‬
‫ك‬‫ت‬
‫برخورد‬
‫كرده‬
‫كه‬
‫منتج‬
‫به‬
‫تشكيل‬
‫فيلم‬
‫اپيتكسيال‬
‫مورد‬
‫نظر‬
‫‌شوند‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
Molecular Beam Epitaxy
Reflection high-energy electron diffraction (RHEED)
Spin phenomena in semiconductor quantum dots
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
25
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫كند‬
‫و‬
‫پاش‬
‫در‬
‫اين‬
‫روش‬
‫در‬
‫اثر‬
‫برخورد‬
‫‌هاي‬
‫ن‬‫يو‬
‫پر‬
‫انرژي‬
‫به‬
‫سطح‬
،‫هدف‬
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫يا‬
‫‌ها‬
‫ل‬‫مولكو‬
‫از‬
‫سطح‬
‫كنده‬
‫شده‬
‫و‬
‫به‬
‫سمت‬
‫بيرون‬
‫از‬
‫هدف‬
‫پرتاب‬
‫‌شوند‬
‫ي‬‫م‬
‫و‬
‫در‬
‫ادامه‬
‫‌نشاني‬
‫ه‬‫الي‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫آ‬
‫بر‬
‫روي‬
‫سطح‬
‫يك‬
‫زيراليه‬
‫انجام‬
‫‌گيرد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫ابتدا‬
‫فشار‬
‫اوليه‬
‫محفظه‬
‫كندوپاش‬
‫به‬
6
-
10
‫تا‬
10
-
10
‫‌رسد‬
‫ی‬‫م‬
.
‫سپس‬
‫براي‬
‫فراهم‬
‫كردن‬
‫يون‬
‫و‬
‫توليد‬
،‫پالسما‬
‫گازي‬
‫مانند‬
‫آرگون‬
‫به‬
‫داخل‬
‫محفظه‬
‫تزريق‬
‫شده‬
‫و‬
‫در‬
‫نتيجه‬
‫فشار‬
‫به‬
1
‫تا‬
100
‫تور‬
‫افزايش‬
‫‌يابد‬
‫ي‬‫م‬
.
‫با‬
‫تخليه‬
‫الكتريكي‬
،
‫الكترون‬
‫به‬
‫‌هاي‬
‫م‬‫ات‬
‫گاز‬
‫برخورد‬
‫كرده‬
‫و‬
‫اين‬
‫‌ها‬
‫م‬‫ات‬
‫به‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫الكترو‬
‫با‬
‫بار‬
‫منفي‬
‫و‬
‫‌ها‬
‫ن‬‫يو‬
‫با‬
‫بار‬
‫مثبت‬
‫تجزيه‬
‫‌شوند‬
‫ي‬‫م‬
.
‫در‬
‫اثر‬
‫برخورد‬
‫‌هاي‬
‫ن‬‫يو‬
‫مثبت‬
‫با‬
‫هدف‬
‫‌هاي‬
‫م‬‫ات‬
‫سطحي‬
‫كنده‬
‫شده‬
‫و‬
‫به‬
‫سمت‬
‫زيراليه‬
‫حركت‬
‫‌كند‬
‫ي‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
Sputtering
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
26
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫ليتوگرافی‬
‫به‬
‫فرايند‬
‫انتقال‬
‫الگوهای‬
‫هندسی‬
‫‌ها‬
‫ک‬‫ماس‬
،
‫بر‬
‫روی‬
‫اليه‬
‫نازکی‬
‫از‬
‫ماده‬
‫حساس‬
‫به‬
‫نور‬
(
Resist
)
‫که‬
‫سطح‬
‫ويفر‬
‫‌هادی‬
‫ه‬‫نيم‬
‫را‬
‫پوشانده‬
،‫است‬
‫ليتوگرافی‬
‫‌گويند‬
‫ی‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://ipo.lbl.gov/lbnl1997/
sub 10 nm
7×108 nanowires on a 4 inch silicon
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
27
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫ليتوگرافی‬
‫نوری‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
‫نور‬
‫فرابنفش‬
‫با‬
‫طول‬
‫موج‬
‫در‬
‫محدوده‬
۱۹۳-۴۳۶
‫نانومتر‬
https://nanoclub.ir/index.php/articles/%D9%84%DB%8C%D8%
AA%D9%88%DA%AF%D8%B1%D8%A7%D9%81%DB%8C
‌‫هدف‬
:
‫‌هايی‬
‫ح‬‫طر‬
‌‫با‌رزولوشن‌باال‌به‬
‫ابعاد‌چند‌ده‌نانومتر‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
28
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫ليتوگرافی‬
‫باريکه‬
‫الکترونی‬
‫و‬
‫ليتوگرافی‬
‫باريکه‬
‫يونی‬
‫متمرکز‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://nanoclub.ir/index.php/articles/%D9%84%DB%8C%D8%
AA%D9%88%DA%AF%D8%B1%D8%A7%D9%81%DB%8C
‫رزيست‌حساس‌به‌الکترون‬
‌،‫‌دهی‌موادی‌مانند‌تنگستن‬
‫ب‬‫رسو‬
‌‫پالتين‌و‌کربن‬
‫رزولوشن‬
‫ليتوگرافی‬
‫باريکه‬
‫الکترونی‬
‫و‬
‫باريکه‬
‫يونی‬
‫متمرکز‬
‫بين‬
۵
‫تا‬
۲۰
‫نانومتر‬
‫است‬
.
‫اين‬
‫رزولوشن‬
‫باال‬
‫‌ی‬
‫ه‬‫نتيج‬
‫طول‬
‫موج‬
‫کم‬
‫الکترون‬
‫و‬
‫پرتو‬
‫يونی‬
‫‌باشد‬
‫ی‬‫م‬
.
http://dx.doi.org/10.4186/ej.2012.16.1.37
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
29
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫ليتوگرافی‬
‫نرم‬
‫و‬
‫ليتوگرافی‬
‫با‬
‫مهر‬
‫زدن‬
‫در‬
‫ابعاد‬
‫نانو‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://nanoclub.ir/index.php/articles/%D9%84%DB%8C%D8%
AA%D9%88%DA%AF%D8%B1%D8%A7%D9%81%DB%8C
‫‌ها‬
‫ل‬‫قالب‌پليمری‌نرم‌برای‌مهر‌زدن‌محلولی‌از‌مولکو‬
(
‫جوهر‬
)
‫روی‌يک‌زيراليه‬
‌‫مواد‌ارزان‬
‫قيمت‬
‌‫قالب‌کوارتز‬
‫و‌سيليکون‬
‫پليمر‬
‫ترموپالست‬
‫تا‬
‫باالی‬
‫دمای‬
‫انتقال‬
‫‌ای‬
‫ه‬‫شيش‬
‫ليتوگرافی‌نرم‬
‌‫ليتوگرافی‬
‫مهرزنی‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
30
‫انواع‬
‫نشست‬
‫فيزيكي‬
‫بخار‬
‫ليتوگرافی‬
‫پروبی‬
‫روبشی‬
‫گرم‬
،‫کردن‬
‫خراش‬
،‫دادن‬
‫اکسيد‬
‫کردن‬
‫و‬
‫انتقال‬
‫مواد‬
‫به‬
‫سطح‬
‫زيراليه‬
‫با‬
‫نوک‬
‫تيز‬
‫ميکروسکوپ‬
‫نيروی‬
‫اتمی‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://nanoclub.ir/index.php/articles/%D9%84%DB%8C%D8%
AA%D9%88%DA%AF%D8%B1%D8%A7%D9%81%DB%8C
‌‫نوک‌ميکروسکوپ‌توسط‌مواد‌شيميايی‌پوشانده‬
‫‌شود‬
‫ی‬‫م‬
.
‌‫‌ها‬
‫ل‬‫مولکو‬
‌،‫هنگام‌تماس‌نوک‌پوشش‌داده‌شده‌و‌زيراليه‬
‫رسوبدهی‬
‫‌شوند‬
‫ی‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
31
‫آندايز‬
‫يک‬
‫فرآيند‬
‫الکتروشيميايی‬
‫است‬
.
‫برای‬
‫افزايش‬
‫ضخامت‬
‫اليه‬
‫اکسيدی‬
‫که‬
‫به‬
‫صورت‬
‫طبيعی‬
‫بر‬
‫روی‬
‫سطح‬
‫فلزات‬
‫تشکيل‬
،‫‌شود‬
‫ی‬‫م‬
‫‌کار‬
‫ه‬‫ب‬
‫‌رود‬
‫ی‬‫م‬
.
‫اين‬
‫فرآيند‬
‫بر‬
‫روی‬
‫برخی‬
‫از‬
‫فلزات‬
‫مانند‬
‫تيتانيوم‬
،
،‫روی‬
‫تنگستن‬
‫و‬
‫آلومينيوم‬
‫قابل‬
‫انجام‬
‫است‬
‫؛‬
‫اما‬
‫فلزات‬
‫ديگر‬
‫مانند‬
‫آهن‬
‫و‬
‫فوالد‬
‫را‬
‫‌توان‬
‫ی‬‫نم‬
‫به‬
‫دليل‬
‫‌شدن‬
‫ه‬‫‌ورق‬
‫ه‬‫ورق‬
‫در‬
‫حين‬
،‫فرآيند‬
‫آندايز‬
‫کرد‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://doi.org/10.3390/ma4030487
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
32
‫آندايز‬
‫توليد‬
‌
‫ه‬‫الي‬
‫اکسيدی‬
‫متخلخل‬
1
)
‫آندايز‬
‫‌شده‬
‫ت‬‫هداي‬
‫با‬
‫‌الگو‬
‫ش‬‫پي‬
pre-patterned guided anodization process-
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://doi.org/10.3390/ma4030487
‫قبل‬
‫از‬
‫فرايند‬
،‫آندايز‬
‫الگويی‬
‫را‬
‫بر‬
‫روی‬
‫سطح‬
‫صيقلی‬
‫فلز‬
‫‌نظر‬
‫د‬‫مور‬
‫ايجاد‬
‫‌کنند‬
‫ی‬‫م‬
‫تا‬
‫‌های‬
‫ه‬‫‌حفر‬
‫و‬‫نان‬
‫حاصل‬
‫از‬
‫فرايند‬
،‫آندايز‬
‫نظم‬
‫‌آلی‬
‫ه‬‫ايد‬
‫به‬
‫خود‬
‫بگيرند‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
33
‫آندايز‬
‫توليد‬
‌
‫ه‬‫الي‬
‫اکسيدی‬
‫متخلخل‬
2
)
‫آندايز‬
‫‌شده‬
‫ی‬‫خودآراي‬
self-organized anodization process-
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://doi.org/10.1021/cr500002z
‌‫‌ای‌از‬
‫ه‬‫آراي‬
‫‌های‬
‫ه‬‫نانوحفر‬
‫‌ای‬
‫ه‬‫استوان‬
‌‫شکل‬
‫‌وجود‬
‫ه‬‫ب‬
‌‫‌آيد‌که‬
‫ی‬‫م‬
‫هرکدام‬
‌‫از‬
‌‫اين‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫استوان‬
‌‫در‌مرکز‌يک‌سلول‬
‫‌گوش‬
‫ش‬‫ش‬
‫قرار‌دارد‬
.
current lines and
potential distribution
Flow velocity vectors
and mean stress
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
34
‫آندايز‬
‫توليد‬
‌
‫ه‬‫الي‬
‫اکسيدی‬
‫متخلخل‬
‫ساخت‬
‫ساختار‬
‫سه‬
‫بعدی‬
!
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
https://doi.org/10.3390/mi12060589
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
35
‫‌های‬
‫ش‬‫رو‬
‫ميکروامولسيون‬
‫و‬
‫مايسل‬
‫معکوس‬
‫‌ها‬
‫ل‬‫مايس‬
‫‌ترين‬
‫ه‬‫ساد‬
‫نانوراکتورهای‬
‫مولکولی‬
‫هستند‬
‫که‬
‫حاصل‬
‫از‬
‫خودآرايی‬
‫‌های‬
‫ل‬‫مولکو‬
‫فعال‬
‫سطحی‬
(
‫‌ها‬
‫ت‬‫سورفکتان‬
)
‫در‬
‫فصل‬
‫مشترک‬
‫فاز‬
‫آبی‬
‫و‬
‫فاز‬
‫آلی‬
‫هستند‬
.
‫‌ها‬
‫ن‬‫ميکروامولسيو‬
‫‌های‬
‫ط‬‫مخلو‬
‫همگن‬
‫و‬
‫‌توزيعی‬
‫ک‬‫ت‬
‫از‬
‫‌هاست‬
‫ل‬‫مايس‬
‫که‬
‫با‬
‫‌کردن‬
‫ط‬‫مخلو‬
‫فاز‬
‫آلی‬
(
‫روغنی‬
)
،
‫فاز‬
‫آبی‬
‫و‬
‫‌ها‬
‫ه‬‫‌کنند‬
‫ر‬‫پايدا‬
(
‫‌ها‬
‫ت‬‫سورفکتان‬
)
‫با‬
‫نسبت‬
‫مشخص‬
‫تهيه‬
‫‌شوند‬
‫ی‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
‫‌های‬
‫ل‬‫مولکو‬
‫فعال‬
،‫سطحی‬
‫‌هايی‬
‫ل‬‫مولکو‬
‫‌دوست‬
‫ه‬‫دوگان‬
Amphiphilic
‫بوده‬
‫و‬
‫دارای‬
‫يک‬
‫بخش‬
‫‌دوست‬
‫ب‬‫آ‬
‫و‬
‫يک‬
‫بخش‬
‫‌گريز‬
‫ب‬‫آ‬
‫هستند‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
36
‫‌های‬
‫ش‬‫رو‬
‫ميکروامولسيون‬
‫و‬
‫مايسل‬
‫معکوس‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
‫‌که‬
‫ی‬‫هنگام‬
‫غلظت‬
‫‌های‬
‫ل‬‫مولکو‬
‫فعال‬
‫سطحی‬
‫از‬
‫يک‬
‫حد‬
‫بحرانی‬
Critical
Micelle Concentration
‫بيشتر‬
،‫شود‬
‫تجمعات‬
‫مايسلی‬
‫در‬
‫حالل‬
‫تشکيل‬
‫‌شوند‬
‫ی‬‫م‬
.
‫‌های‬
‫ل‬‫مولکو‬
‫فعال‬
‫سطحی‬
‫به‬
‫سه‬
‫دسته‬
‫کاتيونی‬
،
‫آنيونی‬
‫و‬
‫خنثی‬
‫‌بندی‬
‫م‬‫تقسي‬
‫‌شوند‬
‫ی‬‫م‬
.
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
37
‫‌های‬
‫ش‬‫رو‬
‫ميکروامولسيون‬
‫و‬
‫مايسل‬
‫معکوس‬
‫سنتز‬
‫نانوذرات‬
‫در‬
‫نانوراکتورهای‬
‫مايسلی‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
‫شکل‬
‫و‬
‫توزيع‬
‫اندازه‬
‫ذرات‬
‫‌شده‬
‫د‬‫تولي‬
‫در‬
‫اين‬
‫نانوراکتورها‬
‫بستگی‬
‫به‬
،‫شکل‬
‫اندازه‬
‫و‬
‫‌های‬
‫ش‬‫‌کن‬
‫م‬‫بره‬
‫بين‬
‫‌های‬
‫ل‬‫مايس‬
‫‌شده‬
‫ه‬‫استفاد‬
‫دارد‬
.
‫از‬
‫آنجايی‬
‫که‬
‫‌های‬
‫ه‬‫‌ماد‬
‫ش‬‫پي‬
‫اوليه‬
‌
‫ا‬
‫معموال‬
‫محلول‬
‫در‬
‫آب‬
‫هستند‬
(
‫به‬
‫ويژه‬
‫برای‬
‫سنتز‬
‫نانوذرات‬
‫معدنی‬
)
،
‫لذا‬
‫برای‬
‫سنتز‬
‫نانوذرات‬
‫از‬
‫‌های‬
‫ل‬‫مايس‬
‫معکوس‬
‫به‬
‫عنوان‬
‫نانوراکتور‬
‫استفاده‬
‫‌شود‬
‫ی‬‫م‬
.
1
-
‌‫حرکت‌قطرات‌فاز‌آبی‌در‌امولسيون‌و‌برخورد‬
‫آن‬
‫ها‬
2
-
‌‫‌‌شدن‌اليه‌محافظ‌ماده‌فعال‌سطحی‌به‌دليل‬
‫ز‬‫با‬
‌‫برخورد‌و‬
‫امتزاج‬
‫قطرات‬
3
-
‌‫نفوذ‬
‫مولکول‬
‫های‬
‫‌دهنده‬
‫ش‬‫واکن‬
‌‫از‌يک‌قطره‌به‌قطره‬
‫ديگر‬
4
-
‌‫انجام‌واکنش‌بين‬
‫‌دهنده‬
‫ش‬‫واکن‬
‫ها‬
‌‫‌تشکيل‌هسته‌و‬،
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫سنتز‌نانومواد‬
38
‫‌های‬
‫ش‬‫رو‬
‫ميکروامولسيون‬
‫و‬
‫مايسل‬
‫معکوس‬
‫سنتز‬
‫نانوذرات‬
‫در‬
‫نانوراکتورهای‬
‫مايسلی‬
‌‫‌هاي‬
‫ش‬‫رو‬
‫الیه‌نشاني‬
‫با‬
‫برخورد‬
‫‌ها‬
‫ل‬‫مايس‬
‫به‬
،‫يکديگر‬
‫‌های‬
‫ن‬‫يو‬
‫محلول‬
‫از‬
‫فلز‬
‫پوسته‬
‫به‬
‫داخل‬
‫‌های‬
‫ل‬‫مايس‬
‫حاوی‬
‫نانوذرات‬
‫وارد‬
‫شده‬
‫و‬
‫در‬
‫واکنش‬
‫با‬
‫‌های‬
‫ل‬‫مايس‬
‫حاوی‬
‫مواد‬
‫کاهنده‬
(
‫که‬
‫از‬
‫مرحله‬
‫سنتز‬
‫اوليه‬
‫باقی‬
‫‌اند‬
‫ه‬‫ماند‬
‫يا‬
‫در‬
‫مراحل‬
‫بعدی‬
‫اضافه‬
‫‌اند‬
‫ه‬‫شد‬
)
‫احيا‬
‫‌شوند‬
‫ی‬‫م‬
‫و‬
‫به‬
‫اين‬
،‫ترتيب‬
‫پوسته‬
‫بر‬
‫سطح‬
‫نانوذره‬
‫فلزی‬
‫اوليه‬
‫تشکيل‬
‫‌شود‬
‫ی‬‫م‬
.
‫درصورتی‬
‫که‬
‫مايسل‬
‫حاوی‬
‫‌های‬
‫ن‬‫يو‬
‫پوسته‬
‫در‬
‫ابتدا‬
‫به‬
‫مايسل‬
‫حاوی‬
‫مواد‬
‫کاهنده‬
‫برخورد‬
،‫کند‬
‫محصول‬
‫نهايی‬
‫حاوی‬
‫نانوساختارهای‬
‫هسته‬
-
‫پوسته‬
‫و‬
‫برخی‬
‫نانوذرات‬
‫اوليه‬
(
‫بدون‬
‫پوسته‬
)
‫خواهد‬
‫بود‬
.
‫ساختارهای‬
‫‌شکل‬
‫ی‬‫پياز‬
‫که‬
‫در‬
‫واقع‬
‫ساختارهای‬
‫هسته‬
-
‫پوسته‬
‫‌اليه‬
‫د‬‫چن‬
،‫هستند‬
‫با‬
‫همين‬
‫رويکرد‬
‫و‬
‫با‬
Temperature Nanosensors
https://doi.org/10.3390/app10082767
‫روش‌زيستی‬
• https://doi.org/10.1126/science.1068054
39
genetically engineered M13 bacteriophage
and zinc sulfide (ZnS) nanocrystals
∼72-micrometer domains
‫کنترل‌ابعاد‌با‌غلظت‌و‌ميدان‌مغناطيسی‬
‫مطالعه‌بيشتر‬
1) Synthesis of Nanomaterials: Methods & Technology, Firdos Alam Khan,
DOI:10.1007/978-981-15-4802-4_2, 2020.
2) Nanomaterials: a review of synthesis methods, properties, recent progress, and
challenges, https://doi.org/10.1039/D0MA00807A
3) Preparation of Nanoparticles, https://www.intechopen.com/chapters/71103
4) http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v79n174/v79n174a08.pdf
5)https://www.researchgate.net/publication/228859246_Nanoelectronics_and_nanolitho
graphy
(
6 https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2015.09.014
7) https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7655/ab0718/pdf
8) https://link.springer.com/article/10.1007/s11468-018-0704-8
40
‫پرسش‌و‌پاسخ‬
‫با‌سپاس‌فراوان‬
41

Weitere ähnliche Inhalte

Mehr von Inv. Ali Bakhshi

Mehr von Inv. Ali Bakhshi (7)

Nanophotonics - day7.pptx
Nanophotonics - day7.pptxNanophotonics - day7.pptx
Nanophotonics - day7.pptx
 
Nanophotonics - day8.pptx
Nanophotonics - day8.pptxNanophotonics - day8.pptx
Nanophotonics - day8.pptx
 
Nanophotonics - day6.pptx
Nanophotonics - day6.pptxNanophotonics - day6.pptx
Nanophotonics - day6.pptx
 
Nanophotonics - day5.pptx
Nanophotonics - day5.pptxNanophotonics - day5.pptx
Nanophotonics - day5.pptx
 
Nanophotonics - day4.pptx
Nanophotonics - day4.pptxNanophotonics - day4.pptx
Nanophotonics - day4.pptx
 
Nanophotonics - day3.pptx
Nanophotonics - day3.pptxNanophotonics - day3.pptx
Nanophotonics - day3.pptx
 
Patent Introduction - Persian.pptx
Patent Introduction - Persian.pptxPatent Introduction - Persian.pptx
Patent Introduction - Persian.pptx
 

QDThinFilms-2.pptx