Установка для получения пленок лэнгмюра-блоджетт

 

Использование: получение мономолекулярных органических пленок ЛэнгмюраБлоджетт для нанотехнологии, молекулярной электроники, электронной литографии, молекулярной инженерии, оптоэлектроники, техники накопления информации, газовых сенсоров и т.п. Сущность изобретения: установка содержит ванну и барьер, который выполнен в виде замкнутой ленты постоянного периметра. Она ограничивает рабочую зону ванны. Одна часть ленты закреплена не юдвижно. Другая часть выполнена из /npyroio материала и в форме полуокружности до сжатия барьера. Она контактируете подвижными стержнями для сжатия полуокружности барьера, в пределе преобразуя ее в ряд полуокружностей. Стержни расположены перпендикулярно рабочей зоне ванны. 3 ил. е Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Iа) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; i) 4952502/05 (22) 28,06,91 (45) 15.04.93, Бюл, N 14 (71) Институт энергетических проблем химической физики АН СССР (7 .) М.В.Горшков, Е.Н,Николаев, Ю.Ф.Панферов и О.В,Чечель (56) Gaines G,L, Insoluble Mondayers at

Lig nid-бав Interfaces, N.J. Interscience Publ., 1966, Pockeis A,// пашге 891, у.43, р.437.

Roberts G.G., Vincen P.S., Barlow W.À.//

Phys. Techol, 1981. ч.12, р,69. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК ЛЗНГМЮРА-БЛОДЖЕТТ (57) Использование: получение мономолекулярных органических пленок ЛзнгмюраИзобретение относится к технике получения мономолекулярных органичзских пленок Лэнгмюра-Блонджетт и может быть использовано.в нанотехнологии,молекулярной электронике, электронной литографии, молекулярной инженерии, оптоэлектронике, технике накопления информации, производстве газовых и биологических сенсоров и т.п.

Цель изобретения — повышение качества пленок, На фиг,1 показан общий вид установки; на фиг.2 — вид сверху на барьер и рабочую зону до сжатия барьера и пленки; на фиг.3— вид сверху на барьер в процессе нанесения

ЛБ-пленки на подложку. (si)s В 05 С 3/02, В 29 С 41/02

Блоджетт для нанотехнологии, молекулярной электроники, электронной литографии, молекулярной инженерии, оптоэлектроники, техники накопления информации, газовых сенсоров и т.п, Сущность изобретения: установка содержит ванну и барьер, который выполнен в виде замкнутой ленты постоянного пе; иметра, Она ограничивает рабочую зон ванны. Одна часть ленты закреплена не одвижно. Другая часть выполнена из >упруго о материала и в форме полуокру;-::.,ости до сжатия барьера. Она контак ируе; с подвижными стержнями для сжатия полуокружности барьера, в пределе преобразуя ее в ряд полуокружностей.

Стер>кни расположены перпендикулярно рабочей зоне ванны. 3 ил.

° ай

СО.

Установка для получения пленок Лэнг- С) мюра-Блоджетт содержит ванну 1, подвиж- QQ ный барьер 2, систему привода барьера 2 в д„ виде двигателя 3 для перемещения барьера

2, измеритель поверхностного давления, . выполненный в виде весов:4 с устройством б обратной сеяли с двигателем 3 барьера 2, . систему б опускания подложки 7. Ванна 1 размещена в защитном коробе 8 и имеет а систему 9 фильтрации и осушки воздуха.

Барьер 2 выполнен в виде замкнутой ленты постоянного периметра для ограничения рабочей зоны ванны 1 и пересечения поверхности монослоя, при этом одна часть ленты закреплена неподвижно в точках А и Б, а другая подвижная часть выполнена из упругого материала и в форме полуокружности

1808409 до сжатия барьера " и смонтирована с возможностью контэктирования с подвижными держателями »0 для сжатия барьера 2, которые выполнены в виде размещенных перпендикулярно рабочей зоне ванны 1 стержней, Работа установки осуществляется следующим образом.

В ванне 1 размещены монослой 11 амфифильных молекул и жидкая субфаза 12.

В начальном положении (до сжатия) барьер 2 (см,фиг,2) образует в периметре полуокружность, одна часть которой закреплена неподвижно в точках А и Б, а другая — натянута под действием сил поверхностного давления пленки в связи с тем, что при нанесении амфифильного вещества на поверхность субфазы

12 поверхностное натяжение последней уменьшается. Ряд стержней 10, перпендикулярных поверхности жидкой субфазы 12, сжимает полуокружность барьера 2, в пределе преобразуя ее в ряд полуокружностей

13 диаметром di (фиг,3). Таким образом, периметр барьера D+ Zzt di=(st+1)D, где 0 =

= (АБ) — диаметр первоначальной полуокружности, не изменяется в процессе сжатия, а площадь рабочей зоны 13 уменьшается, Так, для случая (п-1) равноотстоящих на расстояние d стержней 10 начальная площадь рабочей зоны равна " а

4.

Лпб конечная, т,е, рабочая зона сжимается в и раз. Меняя количество стержней и соответственно расстояние между ними, можно получить любую степень сжатия. Отметим, что до самого последнего момента сжатия (до приближения стержней 10 к неподвижной части барьера 2) в данной конструкции отсутствуют узкие проливы, что обеспечивает изотропное сжатие лэнгмюровской пленки.

По достижении нужной степени сжатия, фиксируемой по излому на изотерме "поверхностное давление — площадь пленки", т,е. при образовании плотноупакованного монослоя осуществляют нанесение ЛБпленки на твердую подложку 7 путем перпендикулярного пропускания последней через поверхностный монослой.

Предлагаемая конструкция барьера 2 удобна также для нанесения ЛБ-пленок на поверхность волноводов путем пропускания последних через ряд полуокружностей, ограниченных стержнями 10. Таким образом можно наносить ЛБ-пленки сразу на несколько волноводов. Волноводы с нанесенными ЛБ-пленками находят использование и в нелинейной оптике.

Пример, Барьер изготавливают из фторопластовой ленты толщиной 0,3 мм и

5 шириной 25 мм. Диаметр полуокружности составляет 300 мм, Сжимающие стержни 10 изготавливают из фторопласта, диаметр стержней — 3 мм, расстояние между ними—

20 мм, На поверхность рабочей зоны 13, 10 ограниченной барьером 2, наносят смесь арахидоновой кислоты (АК) и тетрафинилпорфирина (ТФП) (в соотношении молекулярных долей 8:1) в хлороформе при концентрации 1 мг/см

После испарения растворителя с поверхности субфазы 12 сжимающие стержни 10 подводят к выпуклой части барьера 2 и осуществля ют сжатие со скоростью 10 мм/мин, одновременно измеряя зависимость "поверхностное давление — площадь, приходящаяся на одну молекулу" при помощи весом 4 Вильгельми. При достижении поверхностного давления 23 МН/v на изо. терме появляется характерный излом, свидетельствующий о фазовом переходе

"двумерная жидкость — двумерный кристалл". При этом давлении осуществляют нанесение ЛБ-пленки путем пропускания подложки 7 сквозь монослой, поддерживая поверхностное давление постоянным с помощью устройства 5 обратной связи "весыбарьер". Полученная ЛБ-пленка обладает однородной и бездефектной структурой вплоть до 180 нанесенных монослоев.

Таким образом, данная установка обеспечивает высокое качество наносимых ЛБпленок, отсутствие примесей и является существенно более простой и надежной в эксплуатации, Формула изобретения

Установка для получения пленок Лэнгмюра-Блоджетт, содержащая ванну, г.одвижный барьер, выполненный в виде замкнутой ленты постоянного периметра, для ограничения рабочей зоны ванны и пересечения поверхностного монослоя, при этом одна часть ленты закреплена неподвижно, а другая — подвижная часть — смонтирована с возможностью контактирования с подвижными держателями для сжатия барьера, систему привода барьера, измеритель поверхностного давления с устройством обратной связи с барьером, систему опускания подложки, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества пленок, подвижная часть ленты барьера выполнена из упругого материала и в форме

1808409 полуокружности до сжатия барьера, а держатели выполнены в виде набора размещенных перпендикулярно рабочей зоне ванны стержней.

1808409

Составитель Л. Кольцова

Техред М. Моргентал Корректор Е. flann

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1235 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5