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Posted in | Nanomaterials | Nanoanalysis

Positionner Précis de Nanocrystals Permettent le Contrôle Des Propriétés Collectives

Published on February 18, 2011 at 4:36 AM

La commande Précise dans le bi-dimensionnel (2-D) et les super-réseaux (à trois dimensions) en trois dimensions constitués par l'en kit de différents nanocrystals (NCs) tient compte du contrôle du couplage magnétique, optique, et électronique entre le NCs individuel.

Ce contrôle peut mener aux propriétés collectives utiles telles que la cohérence vibratoire, les passages réversibles de métal-à-isolant, la conductivité améliorée, le transport rotation-dépendant d'électron, ferro- amélioré et le ferrimagnetism, le magnetotransport réglable, et le transport efficace de charge. Ces propriétés ont beaucoup d'applications possibles en piles solaires, transistors à effet de champ, dispositifs électroluminescents, détecteurs photoélectriques, et photoconducteurs.

(a) Illustration Schématique de l'expérience à haute pression dans une cellule d'enclume de diamant. Les images À Haute Résolution de microscopie d'electrom de lecture des supercrystals à trois dimensions facettés (b) auto-ont assemblé à partir des 7,0 nanocrystals sphériques colloïdaux de nanomètre PbS (c) et ont correspondu la diffusion des rayons X sous petit angle (d) et les configurations micro de diffraction des rayons X (e)

En Raison de positionner précis du NCs dans un super-réseau à trois dimensions, de tels systèmes désigné fréquemment sous le nom des « supercrystals » (SCs) dans l'analogie aux cristaux établis des atomes. Mais à la différence des cristaux atomiques, offre de SCs la souplesse d'ajuster la distance interparticulaire due à la présence de la shell de « doux » des ligands organiques qui peuvent être employés pour régler les propriétés collectives en de telles structures. La stabilité Structurelle et la compressibilité sont des caractéristiques principales de n'importe quel système à trois dimensions.

Une équipe de recherche du Centre de Laboratoire National d'Argonne pour des Matériaux de Nanoscale, la Division Des Affaires Scientifiques De Rayon X chez l'Argonne A Avancé la Source de Photon (APS), Université de GeoSoilEnviroCARS de Chicago, qui fait fonctionner le Secteur 13 aux APS, et l'Université Northwestern ont rendu compte de la diffusion des rayons X quasi-hydrostatique, à haute pression, sous petit angle d'abord combinée (SAXS) et des études micro de diffraction des rayons X (XRD) sur la personne facettée, supercrystals à trois dimensions auto-assemblés à partir des 7,0 nanocrystals colloïdaux de nanomètre PbS. La Combinaison des techniques de SAXS et de XRD a tenu compte du bilan précis de l'écartement interparticulaire pendant la pression faisant un cycle puisque la modification de volume du NCs individuel a été tenue compte. Le Néon a été employé comme des medias de transmission d'une pression pour éviter la possibilité de la lixiviation des ligands organiques de la surface du NCs et de détruire l'intégrité structurelle du SCs dû à l'agglomération. La cellule SAXS d'enclume (DAC) de Diamant expérimente dans le domaine de pression d'ambiant à GPa 12,5, exécuté au beamline 12-ID-C de rayon X de Division Des Affaires Scientifiques De Rayon X aux APS, stabilité structurelle presque parfaite indiquée du SCs, avec l'organisme de FCC du NCs. Le XRD expérimente, qui a été effectué au beamline 13-ID-D de rayon X de GeoSoilEnviroCARS aux APS, expliqué que NCs ont l'orientation préférentielle intense de NCs individuel dans SCs jusqu'à ~55 GPa qui est préservé pendant le recyclage de pression.

Les propriétés mécaniques du NCs individuel, de leur SCs, et de la modification de ligand se sont analysées utilisant l'équation d'état dérivés des données de compactage produites par SAXS et XRD. Le module de compressibilité de pression Ambiante du SCs a été prévu pour être ~5 GPa pendant le compactage et ~14,5 GPa pendant le cycle de release, respectivement. NCs se sont avérés pour subir le passage de phase de premier ordre au-dessus de 8 GPa, et la transformation se produit par un événement unique de nucléation (dans une marge de pression de 8.1-9.2 GPa) pendant le premier passage, et la nucléation hétérogène pendant la deuxième transformation de la phase intermédiaire (qui n'est pas encore recensé) à la structure de CsCl. Un module de compressibilité pour la modification de ligand de ~2.2-2.95 GPa est un ordre de grandeur plus grand que cela observé de l'étude de nanoindentation.

La stabilité structurelle élevée du SCs et la capacité d'ajuster l'écartement interparticulaire semblent offrir la promesse davantage de manipulation des propriétés collectives des solides artificiels auto-dispensés comprenant les structures qui se sont composées de NCs transformé aux hautes pressions dans une phase différente. La Combinaison de XRD et de SAXS à haute pression fournit des opportunités uniques d'obtenir des informations directes sur les propriétés mécaniques de différents synthons et de leurs architectures hiérarchiques.

Source : http://www.anl.gov/

Last Update: 12. January 2012 19:24

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