Comprendre les propriétés de base de nanomatériaux est d'une importance cruciale pour leur utilisation dans les nanotechnologies. Comme l'un des matériaux les plus largement étudiés dans la dernière décennie, les nanotubes de carbone (CNT) présentent un certain nombre de propriétés intéressantes. Toutefois, l'utilisation généralisée de la CNT dans les nanotechnologies est entravée par inhomogénéité intrinsèque du matériau synthétisé en vrac. La difficulté de séparer les nanotubes métalliques et semiconducteurs à partir du matériau synthétisé empêche l'utilisation de la CNT dans les applications où des blocs de construction identique avec les mêmes propriétés seraient requises. Un autre problème avec l'utilisation de la CNT dans les applications de la nanotechnologie est une mauvaise dispersion de leurs caractéristiques dans les solvants à bas point d'ébullition sans l'utilisation de tensioactifs supplémentaires. Ces questions incitent fortement les enquêtes sur les nanomatériaux alternative. Un des nouveaux matériaux prometteurs dont la synthèse a d'abord été rapportés [1] en 2004, sont de molybdène-soufre-iode nanofils. Leur synthèse et la préparation sont beaucoup moins exigeants que les nanotubes de carbone et sans surprise, depuis leur découverte, les matériaux ont été étudiés avec un large éventail de techniques et ont fait l'objet d'enquêtes nombreuses et diverses, y compris une recherche pour d'éventuelles applications industrielles. Le matériel s'est avéré être une conduite à une dimension moléculaire filiformes nanomatériaux qui apparaît généralement en paquets commandés [2,3] qui ont bonne dispersibilité dans une gamme de solvants communs [4,5], à bien des égards fonctionnellement très similaires aux NTC. La synthèse relativement simple de la matière à partir des éléments sans catalyseurs [1] donne une possibilité pour la production d'échelle et donc l'applicabilité de la matière dans la technologie industrielle. Un certain nombre d'applications possibles sont actuellement poursuivis, allant de l'électronique moléculaire à mener et les composites tribologiques. Méthodes et matériaux Dans cet article nous présentons sur la collecte des différentes enquêtes sur les propriétés de base de molybdène-soufre-iode nanofils. Les investigations vont des études structurelles d'études sur les propriétés mécaniques, les transports et optiques. La structure a été étudiée avec une combinaison de techniques expérimentales qui comprenait rayons X des mesures de diffraction de poudre (DRX), X-ray expériences d'absorption de structure fine (XAFS), analyse des fonctions atomiques paire de distribution (PDF), haute résolution microscopie électronique en transmission (HRTEM) et de microscopie électronique à balayage transmission (STEM). Les techniques expérimentales sont complétées par des calculs premier principe. L'enquête comprenait des propriétés optiques des mesures de réflectivité et d'absorbance sur soit mécaniquement orienté films minces, échantillons en vrac ou dans des solutions. Composition nanofils Les nanofils qui ont été étudiés ont la formule chimique Mo 6 S 9-x I x (3 <x <6) et appartiennent à un groupe de composés clusters basés sur des chalcogénures de métaux de transition. Alors que les grappes dans la plupart des composés de cette forme cristalline une réseaux en trois dimensions, les grappes de Mo 6 S 9-x I x (Mosix) sont disposés dans une dimension des chaînes. Après la synthèse seule étape qui se déroule à partir des éléments du nanofil Mosix sont généralement emballés dans des paquets, mais les faisceaux peuvent être dispersés de manière contrôlable et ont été trouvés pour former une dispersion stable de fils moléculaires individuelles [5]. Les nanofils MOSIX qui ont été utilisés dans ces enquêtes ont été fournis par une entreprise Mo6 et traitées par le lavage, la dispersion et la sédimentation. Propriétés structurales des nanofils La structure de Mo 6 S 9-x I x nanofils a d'abord été étudié avec diffraction des rayons X [1]. Il a rapidement devenu clair que d'autres techniques ou combinaison de techniques seront nécessaires pour la détermination détaillée de la structure. La détermination précise de l'occupation de sites atomiques différentes de spectres X a été entravée, parce nanofils individuels ne sont souvent pas parfaitement ordonné par rapport aux autres dans un paquet, et les faisceaux eux-mêmes sont tordus ou déformés. L a structure de base a été déterminée en combinant l'information sur la structure locale de XAFS avec les informations sur la structure moyenne des rayons X des mesures de diffraction de poudre [6]. La structure obtenue (figure 1) est mieux décrite en termes d'un polymère unidimensionnel composé de chaînes de liaison covalente Lu-chalcogénure-halogénure grappes, composé de Mo 6 (S, I) 6 unités, réunis par trois cations (S ou I). Meden et al [6] ont déterminé le groupe d'espace que P63, correspondant à la structure bundle avec trois parallèles Mo 6 S 3 I 6 fils au sein de la cellule unité. L'étude, qui a été complétée par la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) les calculs, ont également montré qu'il n'ya pas de liaisons covalentes entre les nanofils individuels, ce qui mène à la remarquable unidimensionnelle et la dispersion des propriétés individuelles facile dans des nanofils moléculaires. Cette propriété donne lieu à des troubles d'emballage où chaque slide nanofils brins uns contre les autres dans les faisceaux.  Figure 1. La structure atomique de Mo6S3I6 nanofils. Vue latérale (a) d'un individu Mo6S3I6 chaîne moléculaire avec des atomes S dans les positions de B et (b) la projection sur l'axe cristallin c. Au début des expériences de diffraction aux rayons X indique la chaîne de commande en fonction de l'hexagone P63 spacegroup12 (la cellule unité représentée en traits pleins) Lorsque l'orientation preferrential de l'échantillon dans les expériences de diffraction des rayons X a été pris en compte, l'accord avec le modèle proposé par Meden et al. [6] a été assez bon pour déterminer la structure de base au-delà de tout doute raisonnable, mais pas l'occupation de S et I sur la dorsale. L'étude complémentaire structurel en Pair-fonction de distribution (PDF) Analyse [7] a confirmé la structure du squelette, mais en même temps, soulevé une certaine incertitude quant à la population de S et I dans les différentes positions. Les deux études s'accordent sur la présence de S dans les plans de transition (positions B) et iodes pour la position A, mais il semble y avoir une divergence concernant l'occupation de la position centrale combler montré que l'atome C dans la figure 1. Alors que le DRX montre que ceci est plus ou moins inoccupées, les études suggèrent le contraire PDF. Cet écart a été apparemment résolu par HRTEM et des études STEM, qui n'a montré aucune occupation sur le site C. Structure de l'auto-assemblés nanofils Cristaux HRTEM et des études STEM ont été effectuées par Nicolosi et al. [8] sur Mo 6 S 4.5 I 4.5 (ou 12-9-9) et Mo 6 S 3 I 6 en utilisant techniqes avancé en champ sombre annulaire particulière (ADF) d'imagerie. ADF imagerie utilisant aberration corrigée SOUCHES été utilisée pour déterminer la structure des cristaux de nanofils auto-assemblés de façon très précise en particulier pour Mo 6 S 3 I 6. Sur la base d'une comparaison très détaillée des images calculées et observées TEM structurelles long des angles différents, comme indiqué dans la figure 2, les auteurs ont conclu que l'emballage des nanofils a un P-1 (# 2) la structure, plutôt que d'un R-3 (# 148) ou P63 (# 173) groupes d'espace proposé précédemment, en raison d'un effet assez subtil, à savoir l'absence d'une symétrie de rotation le long du fil, ce qui aboutirait à un treillis triclinique.  Figure 2. (A), (b) les images HRTEM de faisceaux assemblés à partir de nanofils individuels. (C) - (h) paires de l'image STEM expérimentale FAD (première rangée) et de l'image à partir de simulations (deuxième rangée) faite pour trois directions de haute symétrie. Les auteurs ont montré que les nanofils constitués d'une matrice de série de cellules unité bien définie à chaque composé de six plans atomiques (voir figure 3), conduisant à une superstructure moins symétrique à celle proposée initialement [6]. Les atomes j'ai été affecté à un des sites comme indiqué dans la figure 1 tandis que les atomes S occupent les sites B. Les positions centrales de pontage (site C) ne sont pas occupés.  Figure 3. La structure des nanofils Mo 6 S 3 I 6 tel que déterminé par measurments STEM [8]. Les parenthèses définissent la cellule unité de nanofils, qui contient 12 Mo (en rouge), 6 S (jaune), 12 E (violet) atomes. Une telle technique nanométrique détermination structurale était essentiel, puisque les tentatives précédentes en utilisant la diffraction des rayons X se sont révélées infructueuses et / ou insuffisamment précises pour déterminer des différences subtiles dans l'occupation de la S et je les sites. La stabilité des structures avec stœchiométrie différente dans Mo 6 S x 9-x J'ai également été confirmée par la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) les calculs de l'ordre de 4,5 <x <6. Remarquablement, les calculs ont également montré qu'il ya très peu de différence en énergie entre les différentes stoechiométries (sur le même squelette), indiquant que S et I peuvent échanger relativement librement, et aussi confirmer qu'il n'ya que des interactions très faibles entre les nanofils individuels. Les calculs DFT sur la structure du Meden et al. [6] et aussi par des calculs Tomanek et al. [10] pour 12-9-9, et par Vilfan et Nicolosi et al. [9] pour 636 de prédire la matière à un métal à bande étroite le long de la direction de l'axe de nanofils, mais ont un caractère essentiellement non métalliques pour le transport à travers les nanofils. Sommaire des propriétés physiques Propriétés mécaniques de nanofils En conformité avec les calculs - qui a montré qu'il ya des obligations que de très faibles entre les brins de nanofils - nanofils Mosix exposition remarquable des propriétés mécaniques anisotropes. Les mesures mécaniques sur des nanofils MOSIX a montré que le module de cisaillement a été exceptionnellement faible, de l'ordre de 16 à 89 MPa, tandis que le module de Young est élevé, jusqu'à 430 GPa [11]. L'origine de ces valeurs reproductibles de haute n'est pas encore compris, que les calculs ont prédit un peu plus petit modules de Young, de l'ordre de 100-150 GPa [10]. Mettre ces résultats en perspective, nous voyons que le module de Young est seulement 2-3 fois moins que pour le meilleur SWCNTs, tandis que les forces entre les nanofils individuels sont sensiblement plus faibles que dans les CNT ou de graphite. Le module de cisaillement très faibles [11,13] implique que les nanofils Mosix sont l'une des meilleures approximations à un matériau unidimensionnelle trouve dans la nature. L'utilisation de nanofils MOSIX pour le renforcement mécanique de matériaux composites et de friction réduit [13], la tige de la grand module d'Young et le module de cisaillement petites respectivement. Propriétés de transport des nanofils Des mesures systématiques de résistivité ont été réalisées à la fois sur vrac (granulés pressés) et des faisceaux de nanofils individuels [2,3]. Dans tous les cas avec des nanofils Mosix différentes caractéristiques courant-tension sont linéaires et la dépendance en température de la résistivité a été trouvé à augmenter de façon exponentielle à basse température, suivant distance variable espérant (VRH) le comportement de la forme σ = σ0 exp-(T0 / T) β, où β = ¼ pour vierges (non purifié) des échantillons, et β = ½ pour les échantillons qui ont été recuits sous vide à des températures supérieures à 500 ° C, comme le montre la figure 4. Le passage de l'exposant est accompagné d'une augmentation de la conductivité - ce qui suggère que l'élimination de l'iode interstitielle augmente la concentration de porteurs trou, résultant en une conductivité plus élevée. Ce changement dans l'exposant peut être compris en termes d'un cross-over à partir de trois dimensions à VRH unidimensionnelle causés par l'élimination de l'iode interstitielle. Les résultats montrent que concluante il ya une densité fini d'états à l'énergie de Fermi et que le transport est dominé par sauts incohérents entre les Etats. L'origine de la localisation n'est pas encore comprise, mais le caractère 1D forte des nanofils suggère que la localisation peut se produire en raison de défauts. En effet des expériences récentes ont montré que la pureté améliorée des échantillons peut donner beaucoup plus élevé σ 0 aussi élevé que 10 5 S / m, alors que les T-dépendance semble être dépendante de diamètre du faisceau, un signe que le comportement de Luttinger-liquide pourrait être important  Figure 4. La résistance en fonction de la température pour un faisceau Mo6S3I6 nanofils mesurée avant (a) et après (b) recuit. Les encarts montrent un journal (R) versus T -1 / 4 pour (a) et un log (R) versus T -1 / 2 pour (b) respectivement. La ligne droite dans le médaillon de (a) représente un ajustement avec β = 1 / 4 et 1 / 2 pour (b), respectivement Propriétés optiques des nanofils On pourrait s'attendre à ce que la nature 1D des nanofils, qui a été observé par différentes enquêtes, pourrait afficher des propriétés optiques de traits anguleux dans les spectres optiques. Curieusement aucune des caractéristiques telles ont été observés en dépit de caractère unidimensionnel des bandes électroniques et relativement traits accentués dans la densité d'états. Une des raisons pour cela que nous avons découvert est qu'il ya une multitude de sous-bandes étroites qui appartiennent à Mo d dérivés orbitales et qui se situent dans la région de ± 2 IL par F E. Les spectres d'absorption optique de couches minces orientées de Mo 6 S 3 I 6 nanofils sont présentés dans la figure 6 (a) pour les E / / c et E ^ c. Nous voyons un certain nombre de pics clairs pour E / / c et un fond monotone croissante de E ^ c. Il ne semble pas y avoir de caractéristiques communes dans les spectres, ce qui suggère que d'un degré élevé d'orientation peut être atteint par le processus d'orientation mécanique.  Figure 5. (A) Mesures d'absorption optique dans des couches minces orientées. L'axe c moléculaire a été dans un cas parallèles orientées et dans l'autre perpendiculaire à la polarisation. Les lignes continues sont de l'expérience (échelle arbitraire), les autres lignes sont calculées dans l'APR. (B) Les spectres d'absorption des nanofils Mo6S3I6 dans différents solvants et en plus les spectres de Mo6S4.5I4.5 nanofils dans l'IPA. Les spectres calculés de Mo 6 S 3 I 6 (également indiqué sur la figure 6 (a)) sont, comme des spectres mesurés, plutôt sans relief ci-dessous ~ 4 eV pour l'E | C. Surtout ~ 4 eV les transitions optiques entre les chaînes commencent à y contribuer. Les spectres d'absorption pour les E / / c montrent la structure d'autre part de plus en il ya un accord assez bonne entre calculs et expériences, si les spectres calculés sont mis à l'échelle de l'énergie par ~ 1,2. La nécessité d'une mise à l'échelle est une conséquence du problème avec les calculs DFT qui sous-estime généralement la bande interdite. Spectres d'absorbance en solution montrent des caractéristiques similaires que les films à sec, sauf qu'ils sont hypochromically décalé de ~ 0,15 eV. Dans l'isopropanol et dans l'eau, il ya une amélioration supplémentaire de la fonction autour de 5,5 eV (220 nm), qui a été suggéré d'découlent du comportement de complexation, mais son origine exacte est inconnue. Dans la figure 6, nous montrons la réflectivité optique mesurée sur une vierge et une pastille pressée échantillons recuits de Mo 6 S 3 I 6. Tous deux montrent un plasma clair bord comme élément à basses fréquences. La différence entre les deux est très marquée cependant, l'échantillon recuit montrant une réflectivité sensiblement plus élevé que l'échantillon non-recuit. La réflectivité calculée [également montré dans la Fig. 6 (a)] est sensiblement plus élevé que celui d'expérimentation, en particulier aux basses fréquences où il est dominé par la conductivité prédit métallique de l'échantillon. Ceci est principalement dû à la dispersion à grande surface, pas entièrement expliquée par la renormalisation de données avec Au-revêtement de nos spécimens. Néanmoins, la forme globale de la réflectivité calculée est similaire à celle mesurée. Figure 6 (b) montre la partie réelle σ 1 de la conductivité optique de l'échantillon 1. La tendance globale de la conductivité optique est très indicatif d'un métalloïde.  Figure 6. (A) Les réflectivités R (ω) de recuit (échantillon 1) et non recuit (échantillon 2) échantillons et le R calculé (ω) pour les polarisations aléatoires. (B) La conductivité optique σ 1 (ω) de l'une des échantillons, issus de la R (ω). Conclusions Nous concluons en soulignant que les progrès dans la détermination des propriétés de base de nanofils Mosix relativement récemment découvert a été extrêmement rapide. Malgré les difficultés dans la structure des nanofils résoudre la structure de base a été établi avec un degré raisonnable d'exactitude. Aussi les expériences de caractérisation, qui a des résultats surprenants, confirmant le fort caractère 1D de nanofils Mosix moléculaire. Les propriétés observées en combinaison avec la synthèse et la dispersion relativement facile font de ce matériau et financièrement attrayants. En effet, l'utilité de nanofils MOSIX a déjà été étudié dans des domaines tels électrodes de la batterie [12], la tribologie [12] et affiche à émission de champ [14]. Les résultats ont été prometteurs, en général, mais des recherches supplémentaires, en particulier sur les mécanismes de la croissance et le contrôle stoechiométrie est nécessaire pour le développement de produits commerciaux basés sur cette matière. Des calculs théoriques [6,8,10,15] ont été très importants dans la détermination de la structure et à prédire diverses propriétés physiques des nanofils MoSi. Un certain nombre de prédictions théoriques, en particulier magnetoelasticity et les propriétés électrostrictifs sont encore à étudier. Remerciements Ce travail a été soutenu par le projet européen de recherche spécifiques ciblés DESYGN-IT (Pas NMP4-CT-2004-505626). Références 1. Vrbanic D., Remskar M., A. Jesih, Mrzel A., Umek P., Ponikvar M., B. Jancar, Meden A., B. Novosel, Pejovnik S., P. Venturini, Coleman JC, Mihailovic D. «Air-stable monodispersées Mo 6 S 3 I 6 nanofils», nanotechnologie 15, pp 635-638, 2004. 2. Bercic B., Pirnat U., p. Kusar, Dvorsek D., D. 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