Rutenium oksidi monolayer nanosheets zond tipli ultrasəsdən istifadə edərək səmərəli şəkildə istehsal edilə bilər. Ultrasəs nanosheet aşındırma əsas üstünlükləri proses səmərəliliyi, yüksək məhsuldarlıq, qısa müalicə və asan, təhlükəsiz əməliyyat var. İstehsal edilən nano təbəqələrin yüksək effektivliyi və üstün keyfiyyətinə görə ultrasəs qrafen və borofen də daxil olmaqla çoxsaylı nano vərəqlərin sənaye istehsalı üçün istifadə olunur.

Rutenium oksid nano təbəqələrinin ultrasəs aşındırılması

Rutenium oksidi (RuO2, həmçinin rutenat kimi tanınır) nano təbəqələr yüksək keçiricilik, aşağı müqavimət, yüksək sabitlik, yüksək iş funksiyası və quru aşınmağa yaxşı həssaslıq kimi unikal xüsusiyyətlər təklif edir. Bu, rutenium oksidi yaddaş cihazlarında və tranzistorlarda elektrodlar üçün yaxşı bir material halına gətirir.

a) 1 dəqiqə və b) 7 dəqiqə ultrasəsdən istifadə edərək aşınmış RuO2 nano vərəqlərinin SEM şəkilləri.
(tədqiqat və şəkillər: ©Kim et al., 2021)

Case Study: Zond tipli ultrasəs cihazından istifadə edərək yüksək effektiv RuO2 peelingi

Kim və başqaları. (2021) öz araşdırmalarında rutenium oksidi monolayer nano vərəqlərinin aşındırılmasında əhəmiyyətli irəliləyiş göstərdi. Tədqiqatçı ultrasəsdən istifadə edərək nazik RuO2 metal oksid təbəqələrinin yüksək məhsuldarlığını yaratdı. İon mübadiləsi reaksiyaları vasitəsilə ənənəvi interkalasiya prosesi yavaşdır və molekulların ölçüsünə və reaksiya üçün tələb olunan kimyəvi enerjiyə görə yalnız məhdud miqdarda ikiölçülü (2D) nano vərəqlər istehsal edir. Prosesi daha sürətli etmək və istehsal olunan rutenium oksidi nano təbəqələrinin miqdarını artırmaq üçün RuO2 oksidinin məhluluna ultrasəs enerjisi tətbiq edərək aşındırma prosesini gücləndirdilər. Yalnız 15 dəqiqəlik ultrasəsdən sonra vərəqlərin miqdarının 50% -dən çox artdığını, eyni zamanda vərəqlərin yanal ölçüsünün azaldığını aşkar etdilər. Sıxlığın funksional nəzəriyyəsi hesablamaları göstərdi ki, aşınmanın aktivləşmə enerjisi RuO2 təbəqələrinin kiçik yanal ölçülərə bölünməsi ilə əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Bu ölçüsün azalması, sonikasiyanın metal oksidin təbəqələrini daha asanlıqla parçalamağa kömək etdiyi üçün baş verir. Bu tədqiqat vurğulayır ki, ultrasəsdən istifadə rutenium oksidi monolayer nano təbəqələr hazırlamaq üçün yaxşı və asan bir yoldur. Bu, ultrasəslə dəstəklənən ion mübadiləsi prosesinin 2D metal oksidi nano vərəqlərinin hazırlanması üçün asan və səmərəli yanaşma təklif etdiyini göstərir. Ultarsəs aşındırmanın faydaları ultrasəs aşındırma və delaminasiyanın qrafen və borofen də daxil olmaqla ksenlər kimi tanınan 2D nanomateriallar üçün istehsal üsulu kimi niyə geniş istifadə edildiyini izah edir.

Ultrasonik aşındırma geniş miqyasda rutenium oksidi 2D nano vərəqlərinin yüksək səmərəli və sürətləndirilmiş istehsalını təşviq edir
(tədqiqat və şəkillər: ©Kim et al., 2021).

Ultrasonik Yardımlı Rutenium Oksid Aşınması Protokolu

Aşağıdakı protokol Kim et al tərəfindən təsvir edildiyi kimi ultrasəslə dəstəklənən ion mübadiləsi reaksiyası prosesindən istifadə edərək RuO2 nano vərəqlərinin sintezi üçün addım-addım təlimatdır. (2021).
 

1. RuO2 və interkalantdan məhlul hazırlayın, onları həlledicidə (2-propanol) həll edin və 3 günə qədər qarışdırın.
2. RuO2 nano vərəqlərinin məhsuldarlığını 50%-dən çox artırmaq və RuO2-ni parçalamaq üçün prob tipli ultrasəs cihazından (məsələn, sonotrot BS4d22 ilə zond tipli ultrasəs cihazı UP1000hdT (1000W, 20kHz)) istifadə edərək ultrasəs enerjisini məhlula tətbiq edin. təbəqələri bərabər şəkildə kiçik yanal ölçülərə daxil edin.
3. Eksfoliasiyanın aktivləşdirmə enerjisinin əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını təsdiqləmək üçün sıxlıq funksional nəzəriyyəsi hesablamalarından istifadə edin.
4. Müxtəlif tətbiqlər üçün istifadə oluna bilən RuO2 nano vərəqlərini toplayın.

 
RuO2 nanosheets ultrasəs aşındırma üçün bu protokolun sadəliyi ultrasəs nanosheet istehsalının faydalarını vurğulayır. Sonication təxminən 1 nm qalınlığında yüksək keyfiyyətli monolayer RuO2 nanosheets istehsal etmək üçün yüksək səmərəli texnikadır. Protokol həmçinin miqyaslana bilən və təkrar istehsal oluna bildiyi üçün onu elektronika, kataliz və enerji saxlama sahələrində müxtəlif tətbiqlər üçün RuO2 nano vərəqlərinin geniş miqyaslı istehsalı üçün əlverişli hala gətirdi.

Suda qrafit ləpəsinin sono-mexaniki aşınmasını göstərən kadrların yüksək sürətli ardıcıllığı (a-dan f-ə qədər) UP200S istifadə edərək, 3 mm sonotrode ilə 200W ultrasəs cihazı. Oxlar parçalanma yerini (eksfoliasiya) göstərir, boşluğa nüfuz edən kavitasiya qabarcıqları ilə.
(tədqiqat və şəkillər: © Tyurnina et al. 2020

RuO2 aşındırma üçün yüksək performanslı ultrasəs aparatları

Yüksək keyfiyyətli rutenium oksid nano təbəqələrin və digər ksenlərin istehsalı üçün etibarlı yüksək performanslı ultrasəs avadanlığı tələb olunur. Reproduktivlik və ardıcıl məhsul üçün vacib olan amplituda, təzyiq və temperatur əsas parametrləri. Hielscher Ultrasonics prosessorları güclü və dəqiq idarə olunan sistemlərdir ki, bu da proses parametrlərinin dəqiq qurulmasına və davamlı yüksək güclü ultrasəs çıxışına imkan verir. Hielscher sənaye ultrasonicators çox yüksək amplituda çatdıra bilər. 200µm-ə qədər olan amplitüdlər 24/7 əməliyyatda asanlıqla davamlı olaraq işlədilə bilər. Daha yüksək amplitüdlər üçün xüsusi ultrasəs sonotrodları mövcuddur. Hielscher ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş şəraitində və tələbkar mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Müştərilərimiz Hielscher Ultrasonics sistemlərinin üstün möhkəmliyi və etibarlılığından məmnundurlar. Ağır yük tətbiqi sahələrində quraşdırma (məsələn, böyük miqyaslı nanomaterial emal), tələbkar mühitlər və 24/7 əməliyyat səmərəli və qənaətcil emal təmin edir. Ultrasəs prosesinin intensivləşdirilməsi emal müddətini azaldır və daha yaxşı nəticələrə, yəni daha keyfiyyətli, yüksək məhsuldarlığa, innovativ məhsullara nail olur.

Dizayn, İstehsalat və Konsaltinq – Keyfiyyətli Almaniya istehsalı

Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Sağlamlıq və asan əməliyyat ultrasəs aparatlarımızın sənaye obyektlərinə rahat inteqrasiyasına imkan verir. Kobud şərtlər və tələbkar mühitlər Hielscher ultrasəs cihazları tərəfindən asanlıqla idarə olunur.

Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikatlı bir şirkətdir və ən müasir texnologiya və istifadəçi dostu olan yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə ki, Hielscher ultrasəs cihazları CE-yə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.

Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir: