In hoc studio investigavimus Cu/Ni nanoparticulas in microcarbonum fontibus in co-depositione per RF putris et RF-PECVD perstringi, necnon superficies plasmonum resonantiae localis ad detectionem gasorum CO adhibitorum Cu/Ni nanoparticulorum.De morphologia particularum.Morphologia superficies studuit per 3D vim atomicam micrographorum examinare, utens processus imaginis et analysin fractal/multifractales.Analysis statistica fiebat utens programmatum MountainsMap® Premium cum duo-via analysi variatum (ANOVA) et minimum differentiae notabilis experimenti.Superficies nanostructurae peculiarem distributionem localem et globalem habent.Experimentum et simulatum Rutherford spectris dissonantis confirmavit qualitatem nanoparticulorum.Exempla recenter praeparata tunc dioxide camino carbo exposita sunt et eorum usus sicut sensorem gasi exploratum est utens methodo resonantiae superficiei localisae plasmon.Additio nickel iacuit super iacum aeneum ostendit eventus iucundos tam in terminis morphologiae et deprehensionis gas.Compositum stereo analysi provectae topographiae cinematographici tenuioris cum Rutherford spectroscopiae et spectroscopicae analysis dissonantis in hoc campo unica est.
Celeri inquinatio aeris in praeteritum paucis decenniis, praesertim ob celeri industrialem, investigatores ad plus discendum de momento gasorum deprehendendi suasit.Metales nanoparticulae (NPs) ostensae sunt materiae promittentes gasis sensoriis 1,2,3,4 etiam cum cinematographicis metallicis comparatis aptae superficiei plasmonis resonantis localis (LSPR), quae substantia resonat cum electro validis et fortiter strictis. agris5,6,7,8.Sicut insumptuosum, humile-toxicum, et versatile metallum transitum, aes elementum magni ponderis habetur a physicis et industria, praesertim sensoriis fabricantibus.Ex altera parte, nickel catalysts metalli transitus melius quam alii catalysts praestant.Nota applicatio Cu/Ni ad nanoscales eas magis etiam facit, praesertim quod earum proprietates structurales post fusion11,12 non mutantur.
Cum nanoparticulae metallicae et earum machinae cum medio dielectricae significant mutationes in superficie plasmonum resonantium locales exhibent, sic usi sunt ut caudices pro gas deprehensione construerent 13 .Cum effusio spectri mutationes, hoc significat tres factores resonantium necem et/vel absorptionem apicem intensio et/vel FWHM mutare posse per 1, 2, 3, 4. In superficiebus nanostructuris, quae ad magnitudinem particulae directe referuntur, superficiem localem. plasmon resonantia in nanoparticulis, potius quam in tenuibus pelliculis, factor efficax est ad cognoscendam absorptionem hypotheticam, sicut etiam Ruiz et al ostendit.relatio ostendit inter subtilissimas particulas et deprehensionem efficientiam15.
Quoad detectionem gasorum CO opticorum, nonnullae materiae compositae ut AuCo3O416, Au-CuO17 et Au-YSZ18 in litteris relata sunt.Cogitare possumus aurum tamquam metallum nobile aggregatum cum oxydis metallicis ad deprehendendum gas moleculas chemica in superficie compositi adsortata, at problema principale cum sensoriis est earum reactionem in cella temperie, eas inaccessibiles facere.
Super praeteritum paucis decenniis vis atomica microscopia (AFM) adhibita est ut ars provecta ad designandam superficiem micromorphologiam trium dimensivarum ad altam resolutionem nanoscales 19,20,21,22.Praeterea stereo, fractal/multifractae analysis 23, 24,25,26, potentia densitatis spectris (PSD) 27 et Minkowski28 functiones sunt status instrumentorum artis-of-the-artes ad designandum superficiem topographiam tenuium membranarum.
In hoc studio, in superficie plasmon resonantiae localis (LSPR) absorptionis, acetylenae (C2H2) Cu/Ni NP deposita sunt vestigia in cella temperie ad usum sicut CO gas sensoriis.Rutherford backscatter spectroscopium (RBS) ad analysim compositionem et morphologiam ab AFM imaginibus adhibita est, et 3D tabulae topographicae per MontesMap® Premium programmatae discesserunt utentes superficiei isotropiae et omnia micromorphologica parametri superficiei microtexturarum accessiones.Ex altera parte, novi eventus scientifici demonstrantur qui processibus industrialibus applicari possunt et magni interest in applicationibus ad deprehendendum gas chemicas (CO).Litterae refert primum synthesim, characterizationem et applicationem huius nanoparticuli.
Tenuis cinematographica Cu/Ni nanoparticula a RF putris et RF-PECVD co-depositionis cum 13.56 MHz copiae praeparata est.Methodus reactoris innititur cum duabus electrodes diversarum materiarum et magnitudinum.Minor est metallo quasi electrode innixa, et maior per cameram intemeratam chalybem ad distantiam 5 cm inter se fundatur.Substratum SiO 2 et scopum Cu in cubiculum pone, dein conclave ad 103 N/m 2 evacua ut basis pressionis in cella temperie, gas acetylenum in cubiculum intromittas, ac deinde pressuris ambientium pressionis.Duae praecipuae causae sunt utendi gasi acetylenae in hoc gradu: primum, est tabellarius gasi ad productionem plasma, et secunda ad praeparationem nanoparticulorum in vestigiorum quantitates carbonis.Processus depositio facta est per 30 min in pressione initiali gasi et RF potestatis 3.5 N/m2 et 80 W, respective.Vacuum frange et scopo Ni muta.Processus depositio repetita est in pressura initiali gasi et RF potestatis 2.5 N/m2 et 150 W, respective.Denique aeris et nickel nanoparticula in acetylene atmosphaerae depositae nanostructurae aeris / nickel formant.Vide Tabulam 1 ad specimen parandum et identificandum.
3D imagines recentium exemplarium praeparatorum descriptae sunt in 1 µm × 1 µm area quadrata utens nanometro multimode vi atomica microscopii (Digital Instrumenta, Santa Barbara, CA) in non-contactu modo ad celeritatem 10-20 µm/min intuens. .Cum.MonsMap® Premium programmatis 3D ad tabulas topographicas 3D processurae adhibita est.Secundum ISO 25178-2:2012 29,30,31, complura morphologica parametri documenta et discussa sunt, altitudo, nucleus, volumen, indoles, munus, spatium et compositum definiuntur.
Crassitudo et compositio exemplorum recenter praeparatorum aestimata sunt in ordine MeV utens summus industria Rutherford spectroscopium discurrens (RBS).In spectroscopio gasi perscrutandi LSPR spectroscopio UV-vis spectrometri in necem ab 350 ad 850 um adhibita adhibita est, cum specimen repraesentativum in cuvette chalybe immaculato clauso cum diametro 5.2 cm et altitudine 13.8 cm ad puritatem gasi 99.9% CO rate fluentis gasi (secundum regulam Arianorum Gas Co. IRSQ, 1.6 ad 16 l/h pro 180 secundis et 600 secundis).Hic gradus peractus est ad cella temperiem, humiditatem ambientium 19% et fumum cucullo.
Rutherford spectroscopia dissensio sicut ion ars dispergens adhibebitur ad compositionem membranarum tenuium resolvere.Haec unica methodus quantitatem sine signo relationis adhibet.Analysis RBS vires altas (He2+ iones seu particulas alpha) in ordine MeV in sample et in angulo dato He2+ iones revulsas.Codex SIMNRA utilis est ad rectas lineas et curvas describendas, eiusque correspondentia cum RBS spectris experimentalis qualitatem exemplarium praeparatorum ostendit.RBS spectrum specimen Cu/Ni NP in Figura 1, ubi linea rubra est spectrum RBS experimentale, et linea caerulea est simulatio progressio SIMNRA, videri potest duas lineas spectras in bono esse. pactum.Trabes incidentes cum energia anni 1985 keV adhibita est ad elementa in sample recognoscenda.Crassitudo strati superioris est circiter 40 1E15Atom/cm2 continens 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C et 0.02% Fe.Fe- sordibus associatur in Ni clypeo putris.Iuga subiecta Cu et Ni apparent ad 1500 keV, respective, et cacumina C et O2 ad 426 keV et 582 keV, respective.Na, Si, et Fe gradus sunt 870 keV, 983 keV, 1340 keV, et 1823 keV, respectively.
Quadratus 3D topographicus AFM imagines Cu et Cu/Ni NP ostenduntur superficies cinematographicas in Fig.2. Praeterea topographia 2D in unaquaque figura exhibita ostendit NPs observatum in superficie pelliculae in figuras sphaericas coalescere, et haec morphologia similis est illi quae a Godselahi et Armand32 et Armand et al.33 descripta est.Attamen noster Cu NPs non agglomeratus est, et specimen solum Cu continens tantum superficies insigniter nitidioribus iugis quam asperioribus (Fig. 2a) demonstravit.contra, cacumina aperta in CuNi15 et CuNi20 exemplaria sphaericam figuram manifestam et altiorem intensionem habent, ut ex ratione altitudinis in Fig. 2a et b ostensum est.Apparens mutatio in morphologia pellicularum indicat superficies diversas structuras spatiales topographicas habere, quae tempore depositionis nickel afficiuntur.
imagines CU AFM (a), CuNi15 (b), et CuNi20 (c) membranae tenues.Aptae 2D tabulae, distributiones elevationis et curvae Firestone Abbatis in unaquaque imagine infixa sunt.
Mediocris grani magnitudo nanoparticulorum aestimata est ex diametri distributione histogrammum adeptus, mensurando 100 nanoparticulas aptas Gaussianae ut in Fig.Ex his constare potest, Cu et CuNi15 eandem magnitudinem frumenti mediocris habere (27.7 et 28.8 um), dum CuNi20 grana minora (23.2 um), quae prope pretii a Godselahi et al relata est.34 (um fere 24).In systematis bimetallicis, iugis superficiei plasmonis localitatis resonantiae mutare possunt cum mutatione frumenti in magnitudine35.Hac de re concludere possumus longum tempus depositionis NI superficies plasmonicarum proprietatum Cu/ni tenuis systematis nostri afficere.
Magnitudo particulae distributio (a) Cu, (b) CuNi15, et (c) membranae CuNi20 tenues ex AFM topographia consecuti sunt.
Moles morphologia magna etiam munus agit in configuratione locali topographicarum structurarum tenui membranarum.Tabula 2 enumerat altitudinis parametri topographici fundati, quae cum AFM tabula coniungitur, quae temporis valores mediocris asperitatis (Sa), skewness (Ssk), et kurtosis (Sku) describi possunt.Valores Sa sunt 1.12 (Cu), 3.17 (CuNi15) et 5.34 um (CuNi20), respective confirmans membranam fieri asperiorem cum tempore depositionis Ni crescentis.Hi valores comparantur illis antea ab Arman et al.33 (1–4 um), Godselahi et al.34 (1-1.05 um) et Zelu et al.36 (1.91-6.32 um), ubi simile putris his modis utens fiebat ad membranas Cu/Ni NPs deponendi.Nihilominus, Ghosh et al.37 Cu/Ni multilayers per electrodepositionem deposuerunt et valores asperitatis superiores rettulerunt, ut videtur in extensione 13,8 ad 36 um.Animadvertendum est differentias in motu formationis superficiei diversis modis depositionis ducere posse ad formationem superficierum diversis formis localibus.Nihilominus videri potest methodum RF-PECVD efficacem ad membranas Cu/Ni NPs obtinendas ob asperitatem non plus quam 6.32 nm.
Quantum ad altitudinem profile, momenta superiorum ordinis statistica Ssk et Sku ad asymmetriam et normalitatem altitudinis distributionis respective referuntur.Omnes Ssk valores positivi sunt (Ssk > 0), caudam longiorem rectiorem demonstrans, quae confirmari potest per altitudinem argumenti distributionis in inset 2. Praeterea omnes profile altitudinis summo cacumine 39 dominatae sunt (Sku > 3). demonstrans curvam Altitudinem distributionem minus esse plana quam curvam campanam Gaussian.Linea rubra in altitudinem argumenti distributio est ab Abbate-Frestone 40 curva, apta methodo statistica ad normalem distributionem notitiarum aestimandam.Haec linea a summa cumulativa super altitudinem histogramma obtinetur, ubi summum cacumen et altissimum canalem ad minimum (0%) et maximum (100%) affiguntur.Hae curvae Abbat-Frestone in y-axe aequalem figuram habent et in omnibus casibus progressivum incrementi ostendunt in recipis materiarum in spatio transversali tectae, ab asperrimo et vehementissimo cacumine incipiens.Hoc confirmat structuram spatialem superficiei, quae maxime tempore depositionis nickel afficitur.
Mensa 3 enumerat specifica ISO parametri morphologiam consociata cum unaquaque superficie ex AFM imaginibus consecuta.Notum est aream ad rationem materialem (Smr) et aream contra rationem materiali (Smc) esse ambitum functionis superficiei 29 .Exempli causa, eventus nostri ostendunt regionem supra planum medianum superficiei in omnibus pelliculis penitus satum (Smr = 100%).Valores autem Smr ex diversis altitudinibus areae ferentium coefficiens locorum41 obtinentur, cum notum sit modulus Smc.Mores Smc explicatur per augmentum asperitatis ex Cu → CuNi20, ubi videri potest summam asperitatem valoris pro CuNi20 dat Smc~ 13 um, dum valor pro Cu est circiter 8 um.
Parametri RMS gradientis (Sdq) componendi et proportionis interfaciei area effectae (Sdr) sunt parametri ad texturam planiciem et multiplicitatem pertinentes.Ab Cu → CuNi20, valores Sdq ab 7 ad 21 discurrentes, significans irregularitates topographicas in membrana augeri cum iacuit Ni pro 20 min deponitur.Notandum quod superficies CuNi20 non est tam plana quam Cu.Praeterea compertum est valorem parametri Sdr, cum multiplicitate microtexturae superficiei adiunctum, crescere ex Cu → CuNi20.Secundum studium Kamble et al.42, intricatio superficiei microtexturae cum Sdr crescente augetur, significans CuNi20 (Sdr = 945%) maiorem habere microstructuram superficiem implicatam cum Cu membranae comparato (Sdr = 229%)..Revera, mutatio in complexitate microscopica textura munere funguntur in distributione et figura cacumina asperorum, quae observari possunt ex notis parametris cacumen densitatis (Spd) et arithmeticae medium curvaturae apicem (Spc).Hac de re Spd augetur ex Cu → CuNi20, indicans cacumina densius ordinata esse cum crassitudine NI strato crescente.Praeterea Spc etiam augetur ex Cu → CuNi20, indicans apicem figurae superficiei Cu specimen esse magis rotundum (Spc = 612), dum illud CuNi20 est acutius (Spc = 925).
Figura aspera cuiuslibet pelliculae etiam in summo, nucleo et canali superficiei regiones distincta exemplaria localia ostendit.Altitudo nuclei (Sk), cacumen decrescens (Spk) (supra nucleum), et canale (Svk) (infra nucleum) 31,43 sunt parametri perpendiculares superficiei 30 mensurati et aucti ab Cu → CuNi20 propter Superficies asperitas Insignes incrementi .Similiter, apicem materiale (Vmp), nucleum materiale (Vmc), canale vacuum (Vvv), et nucleum vacuum (Vvc) 31 ostendunt eandem inclinationem ac valores omnes augeri ab Cu → CuNi20.Haec agendi ratio indicat CuNi20 superficiem posse plus liquida quam alia exempla tenere, quae affirmativa est, suggerens hanc superficiem facilius ad oblinendum esse.Ideo notandum est quod, sicut crassitudo nickel iacuit augetur ex CuNi15 → CuNi20, mutationes in profile topographica post mutationes parametri morphologici in superiori ordine, circa superficiem microtexturam et exemplar locali cinematographici afficientes.
Taxatio qualitativa texturae superficiei cinematographici adeptus est, fabricando tabulam topographicam AFM fabricando programmate commerciali MountainsMap45.Translatio ostenditur in Figura 4, quae repraesentativum sulcus et machinae polaris respectu superficiei ostenditur.Tabula 4 socors et spatium bene enumerat.Imagines striatarum ostendunt exemplum simili canalium systemate dominatum esse cum homogeneitate sulci pronuntiata.Attamen parametri utriusque profunditatis maximae sulcus (MDF) et profunditatis sulcus mediocris (MDEF) ab Cu ad CuNi20 augentur, observationes praecedentes de lubricitate potentiae CuNi20 confirmantes.Animadvertendum est Cu (Fig. 4a) et CuNi15 (Fig. 4b) exempla squamarum colorum fere eundem habere, quae indicat microtexturam superficiei Cu cinematographicae significantes mutationes non subeundas post Ni cinematographicam pro 15 positam esse. min.E contra specimen CuNi20 (Fig. 4c) exhibet rugas squamarum colorum diversorum, quae ad valores eius superiores MDF et MDEF referuntur.
Sulci et superficies isotropia microtexturas Cu (a), CuNi15 (b), et CuNi20 (c) filius.
Figurae Polaris in fig.4, etiam ostendit superficiem microtextura differre.Notabile est depositionem stratis Ni signanter formas locales immutare.Microtexturalis isotropia calculi exemplorum erat 48% (Cu), 80% (CuNi15), et 81% (CuNi20).Videri potest depositio Ni layer ad formationem microtexturae isotropicae magis conferre, dum unus iacuit Cu cinematographicus plus anisotropicae superficiei microtexturae habet.Praeterea frequentiae spatiales dominantes CuNi15 et CuNi20 inferiores sunt propter magnas longitudinum autocorrelationum (Sal)44 cum exemplis Cu comparatis.Hoc etiam cum similibus orientationis granis exhibitis (Std = 2.5° et Std = 3.5°) coniungitur, cum maxima valor pro Cu sample (Std = 121°) memoratus est.Ex his eventibus omnes membranae varias spatiales longae-range exhibent propter varias morphologias, topographicas rationes, et asperitatem.Ita, hi eventus demonstrant depositionis Ni iacuit partes magni momenti habere in formatione CuNi superficiebus bimetallicis suffuentibus.
Studere LSPR mores Cu/Ni NPs in aere ad cella temperiem et in fluxibus gasorum CO diversis, spectra UV-vis effusio in necem 350-800 um applicata sunt, ut in Figura 5 pro CuNi15 et CuNi20.Introducendis densitatibus gas diversis CO fluentibus, apicem efficax LSPR CuNi15 latior fiet, effusio validior erit, et apicem ad aequalitates superiores derivabit, ab 597.5 nm in airfluxus ad 16 L/h 606.0 nm.CO fluunt pro 180 secundis, 606,5 um, CO fluunt 16 l/h pro 600 secundis.Ex altera parte, CuNi20 mores diversos ostendit, ut incrementa in CO fluxus gasi proventuum decrescentium in LSPR apicem positionis necem (blueshift) ab 600.0 um ad fluxum aeris ad 589,5 nm ad 16 l/h CO fluere pro 180 s .16 l/h CO pro 600 secundis influunt in 589,1 um.Ut apud CuNi15, latius apicem videre possumus et effusio intensio augeri pro CuNi20.Aestimari potest quod, aucto in crassitudine Ni iacuit in Cu, tum aucta magnitudine ac numero CuNi20 nanoparticularum loco CuNi15, Cu et Ni particulis se mutuo accedunt, amplitudo oscillationum electronicarum augetur. et per consequens multiplicatio augetur.Quod significat: fluctuatio decrescit, trabea caerulea fit.
Post tempus: Aug-16-2023