Opracowanie pytań do wykładu o warstwach:
Co to są warstwy Langmuira-Blodgett i filmy Langmuira?
Filmami Langmuira nazywane są najczęściej monomolekularne warstwy aktywnych powierzchniowo związków organicznych, znajdujących się na granicy rozdziału faz: ciekłej (zwykle woda) i gazowej (zwykle powietrze). Fazą nośną stosowaną w technice Langmuira jest ciecz o wysokiej wartości napięcia powierzchniowego. Pozwala to na nanoszenie na jej powierzchnię cząsteczek aktywnych powierzchniowo i manipulowanie ich stężeniem. Oprócz wody jako faza nośna wykorzystywane są mieszaniny wodno-alkoholowe, glicerynowe lub rtęć. Dobór substancji jest uzależniony od rodzaju związku, jaki ma być naniesiony. Badane substancje nanosi się na powierzchnię fazy nośnej w postaci roztworu. Jakość powstałych monomolekularnych warstw zależy od stopnia rozpuszczalności badanej substancji w rozpuszczalniku, od znikomej mieszalności rozpuszczalnika z cieczą użytą jako subfaza oraz od takich parametrów fizycznych jak jego: lotność i napięcie powierzchniowe. Formowanie się warstw monomolekularnych jest procesem samorzutnym wynikającym z tzw. efektu hydrofobowego. Odgrywa on ważną rolę w układach biologicznych, m.in. w powstawaniu membran.
Filmy Langmuira-Blodgett to grupa monowarstw lub warstw materiału organicznego grubości jednej cząsteczki, umieszczanych na stałym substracie, poprzez zanurzanie go w cieczy.
Nazwa pochodzi od nazwisk badaczy, którzy odkryli unikalne właściwości cienkich filmów. Prace Langmuira dotyczyły techniki przenoszenia monowarstw na ciała stałe. Kilka lat później jego asystentka (Blodgett) rozwinęła jego badania, szczególnie w zakresie aplikacji wielowarstwowych filmów na stały substrat.
Dzięki technice nanoszenia na ciało stałe, możemy kontrolować strukturę filmów na poziomie molekularnym. Wykazują one wiele ciekawych właściwości elektrochemicznych i fotochemicznych. Prowadzone są badania dotyczące możliwości zastosowania filmów LB w układach scalonych, chipach pamięci (w których każdy bit jest reprezentowany przez pojedynczą cząsteczkę). W elektronice wykorzystywane są również wielowarstwowe chipy z filmów LB mające zastosowanie w produkcji bardziej złożonych układów związanych z siecią z komutacją łączy.
{Zręczne podsumowanie po angielsku ze strony, którą tak czy owak warto poczytać, bo jest tam znacznie więcej informacji
http://www.ksvnima.com/langmuir-blodgett-langmuir-schaefer-technique }
The Langmuir (L), Langmuir-Blodgett (LB) and Langmuir-Schaefer (LS) techniques enable fabrication and characterisation of single molecule thick films with control over the packing density of molecules. They also give the possibility to create multilayer structures with varying layer composition.
This page describes the instrumentation used to create Langmuir films, Langmuir-Blodgett films and Langmuir-Schaefer films. It also explains how the instrumentation provides control over the operations.
Langmuir, Langmuir-Blodgett, Langmuir-Schaefer: what is the difference?
When a monolayer is fabricated at the gas-liquid or liquid-liquid interface, the film is named Langmuir film. A Langmuir film can be deposited on a solid surface and is thereafter called Langmuir-Blodgett film (in the case of vertical deposition) or Langmuir-Schaefer film (in the case of horizontal deposition). Langmuir-Schaefer is often seen just as a variant of Langmuir-Blodgett deposition.
Sposoby otrzymywania warstw na powierzchniach stałych: metoda LB, spin-coating.
Metoda LB jest omówiona powyżej.
Spin coating - metoda używana do aplikacji jednorodnych cienkich filmów na płaskiej powierzchni. Nadmiarowa ilość roztworu danego związku jest umieszczana na substracie, który jest rotowany z dużą prędkością aby płyn rozprowadził się dzięki sile odśrodkowej. Maszyna używana w tej metodzie nazywa się spin-coaterem albo po prostu spinnerem.
Rotacja jest kontynuowana aż do momentu kiedy osiągniemy pożądaną grubość filmu. Użyty rozpuszczalnik jest zazwyczaj lotny i jednocześnie odparowuje, więc im większa prędkość kątowa rotacji, tym cieńszy otrzymujemy film. Jego grubość zależy również od stężenia związku oraz rozpuszczalnika.
Metoda używana do produkcji filmów o grubości poniżej 10 nm, szczególnie w fotolitografii.