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5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

전자 현미경은 제작과 Nano 기계적인 테스트를 기지를 두었습니다

교수에 의하여 Gurpreet Singh

Gurpreet Singh, 조교수의, 기계 적이고 및 원자력 공학 부, 3002 Rathbone 홀 의 캔자스 주립 대학 만하탄, 캔자스 66506, 미국
대응 저자: gurpreet@ksu.edu

개별적인 nanostructures의 조작 그리고 nano 기계적인 테스트를 관련시키는 초기 연구는 원자 군대 현미경 이용해서 설명되고 (AFM) 스캐닝 터널을 파 현미경은 (STM) 시스템 [1-4] 기지를 두었습니다. 처음으로, 이 현미경은 견본과의 이하 나노미터 가늠자 관측 뿐 아니라 상호 작용을 허용했습니다. nanotubes의 기본적인 기계적 성질을 관련시키는 평면 기질에 AFM에 기지를 둔 지상 조작에 의해의 대부분은 일되었습니다. 예리한 현미경 검사법 끝을 사용하여, 개별적인 nanotubes는 구르고 미끄러져서 있고 수송될 수 있었습니다; 궁극적으로 그(것)들은 적당한 규모에 잘릴 수 있었습니다 (밀어서). 해결책 식으로 이 현미경 제안 이점은 어떤 AFM/STM에 기지를 둔 조작 전략든지에 그러나 거기 1 중요한 아래쪽입니다; 실시간 화상 진찰의 부족 및 몇몇 작동을 불가능한 시키는 평면 표면에 조작의 제한.

지난 몇년간, 스캐닝 전자 현미경, (SEM) 집중된 이온살 현미경 (거짓말) 및 전송 전자 현미경에서 (TEM) 기지를 둔 nano 조작 시스템은 AFM (기지를 둔 시스템) [5-8] 대체하는 것을 시작했습니다. SEM/FIB는 즉시에 있는 nano 구조물의 3번째 조작을 제안합니다. 현미경의 이 종류의 더 광활한 약실은 더 큰 견본의 거치를 허용합니다. TEM 또는 AFM, 그것의 그것이 일반적으로 nano 기계적인 장치의 선택, 별거, 조작, 집합 뿐 아니라 테스트를 위해 충분히 좋은 여겨지다 보다는 더 적은 해결책이에 의하여 SEM이더라도 크기 순서 제공했더라도.

우리의 연구 단체는 ` 증거 의 원리의 기본적인 기계적 성질 평가 뿐 아니라 제작을 위한 SEM 그리고 거짓말에 기지를 둔 조작에서' 장치 관련시켰습니다. 전체적인 제작 및 테스트부터 SEM의 직접 전망의 밑에, 거기 남아 있습니다 실험적인 데이터에 있는 애매함을 위한 적은 기회에 실행됩니다. 박사 Singh와 그의 팀 [7-8] 2개의 개별 nanotube에 기지를 둔 장치에 제작과 (NT) 테스트를 설명했습니다: 아) 군대 센서 [7]로 사용을 위한 개별적인 NT/sphere 장치 및 b) 생물학 물자 [8]의 구분을 위한 시제품 마이크로톰 CNT nano .

숫자 1: 이용해서 날조되고 시험된 Nano 장치는 SEM nanomanipulation 시스템을 기지를 두었습니다. (a) NT/sphere 군대 센서 장치는 세부사항을 위해, 참고 [7] 봅니다. (b) 탄소 nanotube 시제품 nano 칼은 세부사항을 위해, 참고 [8] 봅니다.

NT/sphere 장치는 FIG. 1 (아)에서 보인 개별에 의하여 다중 벽으로 막힌 탄소 nanotube에 (MWCNT) 붙어 있던 폴리스티렌 마이크로스피어 구슬을 편입합니다. 장치에는 세포 개악 행동 공부에 있는 구체의 편향도를 광학적으로 측정해서 응용이 있습니다, 구체가 충분히 크기 광학적인 방법 [7,9]로 정확하게 검출되기 위하여 때문에. 우리는 (물자 신뢰도와 광전자공학 부) 국립 표준 기술국에 연구 단체로 이 장치의 새로운 응용 프로그램을 탐구하기 위하여 작동하는 것을 계속하고 이제까지는 계속 설명할 수 있습니다: (a) 매우 힘의 범위 i.e, piconewton 광학적인 일관성 단층 촬영 [9]를 사용하여 낮추는 센서의 구경측정은 (b) NT/sphere 배열을 구경측정을 위한 세포핵 대리 실행 (OCT)을 위해 이용해서 공부하고.

(유리제 기질에 결합되는) 2개의 텅스텐 바늘 사이에서 이루어져 있습니다 기지개한 시제품 nano 장치는 CNT로. 제자리 가로 하중은 nano 에 실패가 FIG. 1 (b)에서 보인 용접에 (CNT는 적용된 군대에 의하여 꾸밈없었습니다) 있었다는 것을 표시했습니다 시험합니다. 측정한 장치 병력은 ~10 N.의 군대를 끊는 용접에 일치하는 ~0.14 GPa, -7 이었습니다. 자르는 실험이 NT [7] 때문에 금 입히는 epon 수지 견본 (생물학 세포 가소제) 보이는 압흔 표에 능력을 발휘하는 동안.

숫자 2: (남겨두는) 개별적인 MWCNT 및 (맞은) 대응 응력 변형 작의를 기지개해 MEMS에 기지를 둔 장력 검사자는, 참고 [10] 추가 세부사항을 위해 봅니다.

캔자스 주립 대학에 Nanoscience 그리고 기술설계 실험실에 우리의 현재 연구는 중합체 파생된 세라믹 SiCN 탄소 nanotube 합성 nanowires [11-12]의 종합 그리고 기계적인 테스트에 집중됩니다. 중합체 파생한 세라믹스는 중합체, 세라믹스 및 graphene의 혼합 속성을 일반적으로 전시하기 위하여 그(것)들이 보이기 때문에, 유일합니다. 우리는 실험적으로 MEMS에 기지를 둔 장력 플래트홈 (볼더에서 콜로라도의 대학의 박사와 가진 Victor Bright 협력)를 사용하여 개별적인 nanowires의 기계적인 병력을 결정하는 쪽을 개발하고 있습니다. 우리는 이전에 MWCNTs에 있는 실패의 전형적인 망원경 최빈값 설명 골절하기 위하여 개별적인 MWCNT가 기지개한 그런 MEMS 검사자, FIG. 2 [10]의 장력 테스트 기능을 설명했습니다. 구부리는 사용에 의해 참고 [7]와 유사한 SEM 안쪽에 AFM 기지를 둔 시스템 수행되고 있습니다.

끝으로, 기술 연구로 SEM 기지를 둔 조작 시스템의 소개는 1-D nanostructures에 있는 nano 기계적인 현상의 우리의 이해를 강화하고 뿐 아니라 각종 시제품 nanoscale 장치의 제작을 위한 새로운 도로를 열었습니다. 이것에는 나노 과학 연구의 미래 형성에 있는 주요 효과가 있을 것입니다.

수신 확인

Gurpreet Singh는 지금 우리의 실험실에서 능력을 발휘하는 관련 연구를 위한 개시 기금을 캔자스 주립 대학을 감사하고 싶으면.

참고

  1. E.W. Wong, P.E. Sheehan, 및 C.M. Lieber. Nanobeam 기계공: nanorods와 nanotubes의 신축성, 병력 및 강인성. 과학 277 1971년 (1997년).
  2. M.R. Falvo, G.J. Clary, R.M. 테일러 II, V. Chi, F.P. Brooks, Jr., S. Washburn, 및 R. Superfine. 큰 긴장의 밑에 탄소 nanotubes의 구부리고 버클을 채우기. 성격 (런던) 389: 582 (1997년).
  3. Collins 페이지, Zettl A, Bando H, Thess A 및 Smalley 다시. Nanotube nanodevice. 과학 278 (5335): 100-103 (1997년).
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  8. G. Singh, P. Rice, R.L. Mahajan, 및 J.R. McIntosh. CNT의 제작 그리고 특성은 nano 칼을 기지를 두었습니다. 나노 과학, 20 095701 (2009년).
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  11. J.H. Lehman, K.E. Hurst, G. Singh, E. 맨즈필드, J.D. Perkins, 및 C.L. Cromer. 툴루엔 분산에서 SiCN 그리고 multiwalled 탄소 nanotubes의 코어 쉘 합성물. 재료 과학 45:4251-4254 (2010년)의 전표.
  12. G. Singh, S. Priya, M. Hossu, S.R. Shah, S. Grover, 알리 R Koymen, 및 R.L. Mahajan. 코어 쉘 탄소 nanotube - SiCN nanowires의 종합의, 전기 및 자석 특성. 물자 편지, 양 63 의 문제점 28 의 페이지 2435-2438: (2009년).
Date Added: Apr 25, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 07:05

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