Role of ion flux on alignment of carbon nanofibers synthesized by DC plasma on transparent insulating substrates

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 3, Issue 9, 2011, Pages 3501-3507

  Pearce, Ryan C ^a   Vasenkov, Alexei V ^b   Hensley, Dale K ^c   Simpson, Michael L ^c   McKnight, Timothy E ^c   Melechko, Anatoli V ^a  

^a North Carolina State University   (United States)

^b CFD RESEARCH CORPORATION   (United States)

^c OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

alignment; carbon; DC plasma; nanofibers; PECVD; VACNF

Indexed keywords

ALIGNMENT MECHANISM; CATALYST PARTICLES; CATHODE GEOMETRY; CELLULAR INTERFACES; COMPUTATIONAL MODELING; DC PLASMA; DIRECT CURRENT PLASMAS; ELECTRICAL FIELD; ELECTRODE GEOMETRIES; FIBER GROWTH; GRID ELECTRODES; GROWTH DIRECTIONS; INSULATING SUBSTRATES; ION FLUXES; ION SPUTTERING; IONIC FLUXES; KEY FACTORS; METAL GRID; VACNF; VERTICALLY ALIGNED CARBON NANOFIBERS;

ALIGNMENT; CARBON; CARBON FIBERS; CARBON FILMS; CARBON NANOFIBERS; CHROMIUM; COMPUTATIONAL GEOMETRY; DC POWER TRANSMISSION; ELECTRIC FIELDS; FILM GROWTH; GLOW DISCHARGES; INSULATION; INTERFACES (MATERIALS); IONS; LIGHT TRANSMISSION; NANOFIBERS; OPTICAL MICROSCOPY; PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; PLASMAS; SILICA;

SUBSTRATES;

CARBON; ION; NANOFIBER;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRODE; ENZYME SPECIFICITY; HUMAN; TUMOR CELL LINE; ULTRASTRUCTURE;

CARBON; CELL LINE, TUMOR; ELECTRODES; HUMANS; IONS; NANOFIBERS; SUBSTRATE SPECIFICITY;

EID: 84856455321     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am200722c     Document Type: Article

References (56)

1. McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Hensley, D. K.; Mann, D. G. J.; Griffin, G. D.; Simpson, M. L. Nano Lett. 2004, 4 (7) 1213-1219
2. Ye, Q.; Cassell, A.; Liu, H.; Chao, K.-J.; Han, J.; Meyyappan, M. Nano Lett. 2004, 4 (7) 1301-1305
3. McKnight, T. E.; Mann, D. G. J.; McPherson, J. T.; Hoyt, P. R.; Melechko, A. V.; Simpson, M. L.; Sayler, G. S. ACS Nano 2008, 2 (1) 69-76
4. McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Griffin, G. D.; Guillorn, M. A.; Merkulov, V. I.; Serna, F.; Hensley, D. K.; Doktycz, M. J.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. Nanotechnology 2003, 14 (5) 551-556
5. Chhowalla, M.; Ducati, C.; Rupesinghe, N. L.; Teo, K. B. K.; Amaratunga, G. A. J. Appl. Phys. Lett. 2001, 79 (13) 2079-2081
6. Chhowalla, M.; Teo, K. B. K.; Ducati, C.; Rupesinghe, N. L.; Amaratunga, G. A. J.; Ferrari, A. C.; Roy, D.; Robertson, J.; Milne, W. I. J. Appl. Phys. 2001, 90 (10) 5308-5317
7. Milne, W. I.; Teo, K. B. K.; Chhowalla, M.; Amaratunga, G. A. J.; Lee, S. B.; Hasko, D. G.; Ahmed, H.; Groening, O.; Legagneux, P.; Gangloff, L.; Schnell, J. P.; Pirio, G.; Pribat, D.; Castignolles, M.; Loiseau, A.; Semet, V.; Binh, V. T. Diamond Relat. Mater. 2003, 12 (3-7) 422-428
8. Teo, K. B. K.; Chhowalla, M.; Amaratunga, G. A. J.; Milne, W. I.; Hasko, D. G.; Pirio, G.; Legagneux, P.; Wyczisk, F.; Pribat, D. Appl. Phys. Lett. 2001, 79 (10) 1534-1536
9. Guillorn, M. A.; Yang, X.; Melechko, A. V.; Hensley, D. K.; Hale, M. D.; Merkulov, V. I.; Simpson, M. L.; Baylor, L. R.; Gardner, W. L.; Lowndes, D. H. J. Vac. Sci. Technol., B 2004, 22 (1) 35-39
10. Choi, W. K.; Yun, J.; Wang, R.; Thong, J. T. L.; Thompson, C. V.; Zhu, M.; Foo, Y. L.; Hong, M. H. Carbon 2010, 48 (5) 1362-1368
11. Guillorn, M. A.; Melechko, A. V.; Merkulov, V. I.; Hensley, D. K.; Simpson, M. L.; Lowndes, D. H. Appl. Phys. Lett. 2002, 81 (19) 3660-3662
12. Li, J.; Nguyen-Vu, T. D. B.; Chen, H.; Cassell, A. M.; Andrews, R. J.; Meyyappan, M. IEEE Trans. Biomed. Eng. 2007, 54 (6) 1121-1128
13. Li, J.; de Asis, E. D.; Nguyen-Vu, T. D. B.; Arumugam, P. U.; Chen, H.; Cassell, A. M.; Andrews, R. J.; Yang, C. Y. Biomed. Microdevices 2009, 11 (4) 801-808
14. Cassell, A. M.; Li, J.; Nguyen-Vu, T. B.; Koehne, J. E.; Chen, H.; Andrews, R.; Meyyappan, M. J. Nanosci. Nanotechnol. 2009, 9 (8) 5038-5046
15. Morrison, B.; Yu, Z.; McKnight, T. E.; Ericson, M. N.; Melechko, A. V.; Simpson, M. L. Nano Lett. 2007, 7 (8) 2188-2195
16. Arumugam, P. U.; Yu, E.; Riviere, R.; Meyyappan, M. Chem. Phys. Lett. 2010, 499 (4-6) 241-246
17. Li, J.; Ng, H. T.; Cassell, A.; Fan, W.; Chen, H.; Ye, Q.; Koehne, J.; Han, J.; Meyyappan, M. Nano Lett. 2003, 3 (5) 597-602
18. Li, Z. Z.; Rochford, C.; Baca, F. J.; Liu, J. W.; Li, J.; Wu, J. Nanoscale Res. Lett. 2010, 5 (9) 1480-1486
19. Rochford, C.; Li, Z. Z.; Baca, J.; Liu, J. W.; Li, J.; Wu, J. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 4
20. Na, J.-S.; Gong, B.; Scarel, G.; Parsons, G. N. ACS Nano 2009, 3 (10) 3191-3199
21. Tse, K. Y.; Zhang, L. Z.; Baker, S. E.; Nichols, B. M.; West, R.; Hamers, R. J. Chem. Mater. 2007, 19 (23) 5734-5741
22. Liu, J. W.; Essner, J.; Li, J. Chem. Mater. 2010, 22 (17) 5022-5030
23. Fletcher, B. L.; Retterer, S. T.; McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Fowlkes, J. D.; Simpson, M. L.; Doktycz, M. J. ACS Nano 2008, 2 (2) 247-254
24. Helveg, S.; Lopez-Cartes, C.; Sehested, J.; Hansen, P. L.; Clausen, B. S.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Abild-Pedersen, F.; Norskov, J. K. Nature 2004, 427 (6973) 426-429
25. Behr, M. J.; Mkhoyan, K. A.; Aydil, E. S. ACS Nano 2010, 4 (9) 5087-5094
26. Ren, Z. F.; Huang, Z. P.; Xu, J. W.; Wang, J. H.; Bush, P.; Siegal, M. P.; Provencio, P. N. Science 1998, 282 (5391) 1105-1107
27. Merkulov, V. I.; Lowndes, D. H.; Wei, Y. Y.; Eres, G.; Voelkl, E. Appl. Phys. Lett. 2000, 76 (24) 3555-3557
28. Merkulov, V. I.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. Appl. Phys. Lett. 2001, 79 (18) 2970-2972
29. Guillorn, M. A.; McKnight, T. E.; Melechko, A.; Merkulov, V. I.; Britt, P. F.; Austin, D. W.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. J. Appl. Phys. 2002, 91 (6) 3824-3828
30. Teo, K. B. K., Rupesinghe NL 7842135, 2010.
31. Arumugam, P. U.; Chen, H.; Siddiqui, S.; Weinrich, J. A. P.; Jejelowo, A.; Li, J.; Meyyappan, M. Biosens. Bioelectron. 2009, 24 (9), 2818-2824.
32. Siddiqui, S.; Arumugam, P. U.; Chen, H.; Li, J.; Meyyappan, M. ACS Nano 2010, 4 (2), 955-961.
33. Koehne, J. E.; Chen, H.; Cassell, A. M.; Ye, Q.; Han, J.; Meyyappan, M.; Li, J. Clin. Chem. 2004, 50 (10), 1886-1893.
34. Cassell, A. M.; Li, J.; Stevens, R. M. D.; Koehne, J. E.; Delzeit, L.; Ng, H. T.; Ye, Q.; Han, J.; Meyyappan, M. Appl. Phys. Lett. 2004, 85 (12) 2364-2366
35. de Asis, E.; Nguyen-Vu, T.; Arumugam, P.; Chen, H.; Cassell, A.; Andrews, R.; Yang, C.; Li, J. Biomed. Microdevices 2009, 11 (4), 801-808.
36. Caughman, J. B. O.; Baylor, L. R.; Guillorn, M. A.; Merkulov, V. I.; Lowndes, D. H.; Allard, L. F. Appl. Phys. Lett. 2003, 83 (6), 1207-1209.
37. Merkulov, V. I.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Simpson, M. L.; Lowndes, D. H.; Whealton, J. H.; Raridon, R. J. Appl. Phys. Lett. 2002, 80 (25) 4816-4818
38. AuBuchon, J. F.; Chen, L. H.; Gapin, A. I.; Jin, S. H. Chem. Vap. Deposition 2006, 12 (6) 370-374
39. AuBuchon, J. F.; Chen, L. H.; Gapin, A. I.; Kim, D. W.; Daraio, C.; Jin, S. H. Nano Lett. 2004, 4 (9) 1781-1784
40. Kolobov, V. I. Comput. Mater. Sci. 2003, 28 (2) 302-320
41. Thorpe, T. W. Computerized Circuit Analysis with SPICE: a Complete Guide to SPICE, with Applications; Wiley: New York, 1992; p xix.
42. Vasenkov, A. V. J. Comput. Theor. Nanosci. 2008, 5 (1) 48-55
43. Vasenkov, A. V. Modeling Nanotube Synthesis: The Multiscale Approach. In The Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, 2 nd ed.; Nalwa, H. S., Ed.; American Scientific: Stevenson Ranch, CA, 2011; Vol. V, 16, pp 281-302.
44. Denysenko, I.; Ostrikov, K. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 25
45. Denysenko, I.; Ostrikov, K. J. Phys. D: Appl. Phys. 2009, 42 (1) 12
46. Merkulov, V.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. Chem. Phys. Lett. 2002, 361 (5-6) 492-498
47. Mauger, M.; Binh, V. T. J. Vac. Sci. Technol., B 2006, 24 (2), 997-1003.
48. Yoo, M. J.; Fulton, T. A.; Hess, H. F.; Willett, R. L.; Dunkleberger, L. N.; Chichester, R. J.; Pfeiffer, L. N.; West, K. W. Science 1997, 276 (5312) 579-582
49. Coburn, J. W.; Winters, H. F. Annu. Rev. Mater. Sci. 1983, 13, 91-116
50. Merkulov, I. A.; Klein, K. L.; Simpson, M. L. J. Appl. Phys. 2009, 105 (6), 064305.
51. Merkulov, I. A.; Merkulov, V. I.; Melechko, A. V.; Klein, K. L.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L., Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007, 76 (1), 014109.
52. Yu, Z.; McKnight, T. E.; Ericson, M. N.; Melechko, A. V.; Simpson, M. L.; Morrison, B. J. Neurotraum. 2007, 24 (7) 1235-1235
53. McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Griffin, G. D.; Simpson, M. L. In Vitro Cell. Dev. Biol.: Anim. 2006, 42, 17a-17a
54. Hensley, D. K.; Melechko, A. V.; Ericson, M. N.; Simpson, M. L.; McKnight, T. E. Transparent microarrays of vertically aligned carbon nanofibers as a multimodal tissue interface. Biomedical Sciences and Engineering Conference (BSEC) 2010; Oak Ridge National Laboratory: Oak Ridge, TN, 2010; pp 1-4.
55. Mann, D. G. J.; McKnight, T. E.; McPherson, J. T.; Hoyt, P. R.; Melechko, A. V.; Simpson, M. L.; Sayler, G. S. ACS Nano 2008, 2 (1), 69-76.
56. Melechko, A. V.; Klein, K. L.; Fowlkes, J. D.; Hensley, D. K.; Merkulov, I. A.; McKnight, T. E.; Rack, P. D.; Horton, J. A.; Simpson, M. L. J. Appl. Phys. 2007, 102 (7), 074314-7.