他们在纳米技术的使用，了解纳米材料的基本属性是非常重要的的。 碳纳米管（CNT）在过去十年中，研究最广泛的材料之一，表现出了一些有趣的性质 。 然而，碳纳米管在纳米技术的广泛使用是阻碍散装合成材料固有的不均匀性 。 分离金属和半导体纳米管的合成材料的难度，防止在使用须具有相同的属性相同的积木的应用程序的碳纳米管。 另一个问题是在使用纳米技术的应用与CNT的低沸点溶剂的分散性差，不使用额外的表面活性剂的特点。 这些问题强烈地激励替代的纳米材料的调查。 一个有前途的新材料的合成是在2004年首次报道[1]，钼硫碘纳米线。其合成和准备，远远低于碳纳米管的要求，这并不奇怪，因为他们发现，材料与广泛的技术研究，并已繁多的调查，包括寻找可能的工业应用的主题。 材料竟然是一维导电分子线的纳米材料通常在订购束[2,3]出现在范围[4,5]，在功能上非常相似的许多方面共同溶剂有良好的分散性以碳纳米管。相对简单，从没有任何催化剂元素的合成材料[1]给出了一个可能为扩大生产，因此材料在工业技术的适用性。 一些可能的应用，目前正在推行，范围从分子电子学，进行复合材料和摩擦学。 材料与方法 在这篇文章中，我们收集不同的调查报告钼硫碘纳米线的基本属性。 调查范围从结构的研究，机械，交通运输和光学性质的研究 。 结构组合，其中包括 X -射线粉末衍射测量（XRD），X 射线吸收精细结构实验（XAFS），原子对分布函数分析 （PDF）， 高分辨透射电子显微镜 （TEM）的实验技术研究扫描透射电子显微镜 （STEM）。与第一原理计算的实验技术的补充。要么机械为导向的薄膜，散装样品或解决方案中的光学特性的调查，包括测量的反射率和吸光度。 纳米线的组成 被调查的纳米线的化学公式莫6个S - X I x （3 <X <6），属于基于过渡金属硫族化合物的原子簇化合物的组。虽然在大多数这种 晶体 化合物 的集群 形成一个立体网络，在 6个S武 集群 9 - X我x（MOSIX）安排 在一维链。 MOSIX要素收益后，单步合成纳米线通常是装在束，但可以束可控分散和被发现[5]与个别分子导线形成一个稳定的分散。 MO6由一家公司提供的MOSIX在这些调查中使用的纳米线，洗涤，分散和沉淀处理 。 纳米线的结构特性 莫6个S结构9 - X I x 与X -射线衍射[1]首先研究了纳米线 。 它很快变得清晰，其他技术或技术组合，将需要结构的详细测定。 从不同地点的X射线光谱原子入住的准确测定受到阻碍，因为个别纳米线通常是不完全有序的相对内捆绑对方，束本身是扭曲或变形 。 他的基本结构是从X -射线粉末衍射测量的平均结构信息的局部结构信息相结合，从XAFS决定[6] 。链共价结合的钼硫系卤化物莫6（S，I）6个单位组成的集群，组成一维聚合物方面所获得的结构（图1）是最好的描述，加入三个阳离子（S 或I）。Meden 等[6]确定的空间群为P63的，对应三个平行的武6个S 3我6晶胞内的电线束结构 。 密度泛函理论（DFT）计算，这是补充，这项研究还表明，有个人的纳米线，这导致了显着的一维属性和易于分散成单个分子的纳米线之间没有共价键 。 此属性提供了上升，当个别纳米线股相互对立的幻灯片束内包装障碍。  图1。Mo6S3I6 纳米线的原子结构 。 （一）个人Mo6S3I6 S原子分子链的衔接位置侧视图B和（二）沿晶体的c轴的投影。 早期的X -射线衍射实验表明链的顺序，根据六角形的P63的spacegroup12（实线所示的晶胞） 当样品的X射线衍射实验preferrential方向考虑，Meden等人提出的模型的协议 。 [6]是不够好，以确定超出了任何合理怀疑的骨干结构，但不占用S和I骨干。对分布函数（PDF）分析结构的互补性研究[7]证实的骨骼结构，但在同一时间提出 一些不确定性的人口在不同的岗位和我。这两项研究同意 衔接飞机（岗位乙）和一个位置碘S的存在，但出现的偏差有 关桥接图1中的C原子所示的中央位置的占用。 鉴于X射线衍射表明这是或多或少空置，PDF的研究表明并非如此。这种差异显然是解决高分辨透射电子显微镜和干的研究，这表明在C网站上没有占用 。 自组装纳米线结构 晶体 高分辨透射电子显微镜和STEM研究已尼科洛西等。 [8]莫6个S 4.5我4.5（12-9-9）和Mo 6 S 6 3我，特别是环形暗场成像器（ADF）使用先进的techniqes。 ADF成像使用像差校正干是用来确定自组装纳米线的晶体结构，特别是莫6个 S 3我6非常准确。 在一个非常详细的比较，计算，并沿不同的角度观察，如在图2所示结构的TEM图像的基础上，作者总结说，纳米线的包装有一个P - 1（＃2）的结构，而不是一个R - 3 （＃148）或P63（＃173）空间群，以前提出的，由于一个相当微妙的影响，即沿导线的旋转对称的情况下，这将导致在一个三斜晶系，晶格。  图2。 （一），（B）捆绑的高分辨图像从单个纳米线的装配 。 （三） - （H）对实验ADF的干（第一行）和形象从三高对称性方向的模拟（第二行） 。 作者表明，纳米线包含了一系列定义的单位每6个原子面（见图3），比原先建议[6]一个不太对称的上层建筑，组成的细胞数组。 我原子被分配到一个站点，如图1所示，而S原子占据B位。 中央桥的位置（点C），不占用 。  图3。 莫6个S 3我6 纳米线结构 干measurments确定[8]。括号内的定义，其中包含12个月（红色），6个S（黄色），12个I（紫色）原子的纳米线的单位细胞 。 这种纳米级的结构测定技术是必不可少的，因为以前使用X射线衍射的尝试被证明是不成功的和/或不够准确的细微差别，以确定在入住 的S和我的网站。 在 武6个S 9 - X I x 不同的化学计量学与结构的 稳定性，也证实了密度泛函理论（DFT） 的计算范围为 4.5 <X < 6。 值得注意的是，计算结果还显示，有很少在不同的化学计量（在同一骨干）之间的能量差，表示即S，我可以自由互换相对，也确认，目前只有个别纳米线之间的相互作用非常弱。 Meden等结构的DFT计算。 [6]，并计算Tomanek等。 [10]为12-9-9，Vilfan和尼科洛西等。 [9]预测为636材料 沿窄频带的金属纳米线轴的方向，但整个纳米线的运输基本上是非金属的字符。 物理性质摘要 纳米线的力学性能 根据与计算-数据显示，目前只有极微弱的债券 纳米线股之间- MOSIX纳米线表现出显着的各向异性力学性能 。 MOSIX纳米线的机械测量结果表明，剪切模量非常小，在16-89兆帕的顺序，而杨氏模量高，达430 GPA [11] 。这些重复性的高值的起源尚未了解，稍小的杨氏模量预测计算，GPA 100-150秩序[ 10]。 投入的角度来看，这些结果我们看到的杨氏模量只有2-3倍，比最好的单壁碳纳米管少，而个别纳米线之间的力量大大超过在碳纳米管或石墨弱。 很小的剪切模量[11,13]意味着MOSIX纳米线是一个最好的近似，在自然界中发现的一维材料。 MOSIX的纳米线复合材料的机械加固和减少摩擦的使用[13]，分别从大的杨氏模量小的剪切模量干。 纳米线的输运性质 散装（压球）和个别纳米线捆绑的电阻率进行了系统的测量[2,3] 。 在所有情况下与不同的MOSIX纳米线的电流-电压特性是线性的电阻率与温度的关系被发现在低温成倍增加，希望可变范围（VRH）形式的行为σ=σ0EXP （T0 / T）的β，其中β= ¼原始（未纯化）的样品，而β=半样品已在真空退火温度在500℃以上，如图所示 4，是伴随着指数的转换与电导率的增加-表明间质碘的清除增加了空穴载流子浓度，从而导致更高的导电性。 一个立体的交叉去除间质碘造成的一维VRH的这一指数的变化可以理解。 结果得出结论表明，有有限的密度在费米能级和运输是由国家之间的不连贯的跳跃为主的国家 。 本地化的起源是尚未理解，但强烈的纳米线的一维字符表明，本地化，可能会出现由于缺陷。 事实上，最近的实验表明，改进纯度的样品可能会显著较高的σ0 10 5 S / M 的高，而T -依赖似乎依赖于束直径，Luttinger液体的行为可能是重要的一个迹象，表明  图4。 作为一个Mo6S3I6纳米线（a）和（B）退火前束测量温度功能的电阻 。 插图显示（a）和（R）的日志与T - 1 / 2（b）分别记录（R）与T - 1 / 4。 （一）代表与β适合的插图直线= 1 / 4和1 / 2（b）分别 纳米线的光学性质 人们会期望，一维的纳米线，这是由不同的调查发现，性也将显示在光学光谱的尖锐特征光学 性质。，奇怪的是没有这样的功能，尽管一维电子乐队的性格和比较观察态密度的尖锐特征 。 我们发现这种情况的原因之一是，有许多窄子带属于莫D -派生的轨道，并在该地区位于± 2 EV，从 E F。 面向薄膜的Mo 6个S 3的吸收光谱 6纳米线显示在图6（a）为E / / C 和 E ^ C. 我们看到的E ^ C E / / C和单调增加的背景下明确峰似乎没有要在光谱任何共同的特点，表明可以通过机械定位过程中实现的一个方向的高度。  图 5（A）型薄膜的光吸收测量 。 在一个案件的方向平行，并在其他垂直极化的分子轴 C。 实线从实验（任意缩放），其他线路在RPA的计算。 （二）Mo6S3I6纳米线在不同溶剂中，除了Mo6S4.5I4.5在“近期行动计划”的纳米线谱的吸收光谱。 莫6计算谱“第3我6（也显示在图6（a）条），如测量光谱，而低于〜4 EV范围无特色为 E | C.以上4 EV 之间的链的光学跃迁开始作出贡献。 E / / C另一方面，更多的结构显示，有相当不错的计算和实验之间的协议，如果计算光谱能源缩放〜1.2。吸收光谱需要缩放的DFT计算的问题，普遍低估带隙结果。 在溶液中的光吸收光谱显示干膜类似的功能，但他们hypochromically〜0.15 eV的转移。 异丙醇和水，还有一个约5.5 EV（220纳米），这是建议络合行为产生的额外增强功能，但其确切的起源是未知的 。
Date Added: Nov 14, 2007
Last Update: 5. October 2011 03:26
|