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La Colocación Exacta de Nanocrystals Permite Mando Sobre Propiedades Colectivas

Published on February 18, 2011 at 4:36 AM

El ordenar Exacta en los superretículos (tridimensionales) bidimensionales (2.os) y tridimensionales formados por el uno mismo-ensamblaje de nanocrystals individuales (NCs) permite el mando del acoplamiento magnético, óptico, y electrónico entre el NCs individual.

Este mando puede llevar a las propiedades colectivas útiles tales como coherencia vibratoria, las transiciones reversibles del metal-a-aislador, conductividad aumentada, transporte barrena-relacionado del electrón, ferro aumentada y ferrimagnetism, magnetotransport armonioso, y transporte eficiente de la carga. Estas propiedades tienen muchas aplicaciones potenciales en células solares, transistores del efecto de campo, dispositivos luminescentes, fotodetectores, y fotoconductores.

(a) Ejemplo Esquemático del experimento de alta presión en una célula del yunque del diamante. Las imágenes De Alta Resolución de la microscopia del electrom de la exploración de los supercrystals tridimensionales tallados (b) uno mismo-ensamblaron de los 7,0 nanocrystals esféricos coloidales del nanómetro PbS (c) y correspondieron el dispersar de radiografía del pequeño-ángulo (d) y los modelos de difracción micros de radiografía (e)

Debido a la colocación exacta del NCs dentro de un superretículo tridimensional, tales sistemas se refieren con frecuencia como “supercrystals” (SCs) en analogía a los cristales construidos de átomos. Pero a diferencia de los cristales atómicos, oferta de SCs la adaptabilidad de sintonizar la distancia interpartículas debido a la presencia del shell de la “suavidad” de los ligands orgánicos que se pueden utilizar para controlar propiedades colectivas en tales estructuras. La estabilidad Estructural y la compresibilidad son características fundamentales de cualquier sistema tridimensional.

Las personas de investigadores del Centro del Laboratorio Nacional de Argonne para los Materiales de Nanoscale, la División de Ciencia de la Radiografía en el Argonne Avance la Fuente del Fotón (APS), Universidad de GeoSoilEnviroCARS de Chicago, que operatorio el Sector 13 en los APS, y la Universidad Northwestern ha señalado sobre dispersar cuasi-hidrostático, de alta presión, del pequeño-ángulo primero combinado de radiografía (SAXS) y los estudios micros en (XRD) el individuo tallado, supercrystals tridimensionales de la difracción de radiografía uno mismo-ensamblados de 7,0 nanocrystals coloidales del nanómetro PbS. Combinar las técnicas de SAXS y de XRD permitió la evaluación exacta de la separación interpartículas durante la presión que completaba un ciclo puesto que el cambio de volumen del NCs individual fue tenido en cuenta. El Neón fue utilizado como los media que transmitían de una presión para evitar la posibilidad de la lixiviación de ligands orgánicos de la superficie del NCs y de perder la integridad estructural del SCs debido a la sinterización. La célula SAXS del yunque (DAC) del Diamante experimenta en el rango de presión de ambiente a GPa 12,5, realizado en el beamline 12-ID-C de la radiografía de la División de Ciencia de la Radiografía en los APS, estabilidad estructural casi perfecta reveladora del SCs, con la organización de la FCC del NCs. El XRD experimenta, que fueron realizados en el beamline 13-ID-D de la radiografía de GeoSoilEnviroCARS en los APS, demostrado que NCs tiene orientación preferencial fuerte de NCs individual en SCs hasta ~55 GPa que se preserve durante el ciclaje de la presión.

Las propiedades mecánicas del NCs individual, de su SCs, y de la matriz del ligand eran analizadas usando la ecuación estados derivados de los datos de la compresión presentados por SAXS y XRD. El módulo a granel de la presión Ambiente del SCs era calculado para ser ~5 GPa durante la compresión y ~14,5 GPa durante el ciclo del desbloquear, respectivamente. NCs fue encontrado para experimentar la transición de fase de primer orden encima de 8 GPa, y la transformación procede con una única acción de la nucleación (dentro de un rango de presión de 8.1-9.2 GPa) durante la primera transición, y la nucleación heterogénea durante la segunda transformación a partir de la fase intermedia (que todavía no se determina) a la estructura de CsCl. Un módulo a granel para la matriz del ligand de ~2.2-2.95 GPa es un orden de magnitud mayor que lo observada de estudio del nanoindentation.

La alta estabilidad estructural del SCs y la capacidad de sintonizar la separación interpartículas parecen ofrecer la promesa de la manipulación adicional de las propiedades colectivas de macizo artificiales uno mismo-ordenados incluyendo las estructuras que consistieron en NCs transformado en las altas presiones en una diversa fase. Combinar XRD y SAXS de alta presión proporciona a oportunidades únicas de obtener la información directa sobre las propiedades mecánicas de bloques huecos individuales y de sus configuraciones jerárquicas.

Fuente: http://www.anl.gov/

Last Update: 12. January 2012 18:24

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