Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanomaterials | Nanoanalysis

Posisi tepat dari nanocrystals Izinkan Pengendalian Selama Properti Kolektif

Published on February 18, 2011 at 4:36 AM

Precise memesan dalam dua-dimensi (2-D) dan tiga-dimensi (3-D) superlattices dibentuk oleh majelis-diri nanocrystals individu (NCS) memungkinkan untuk mengontrol kopling magnetik, optik, dan elektronik antara NCS individu.

Kontrol ini dapat menyebabkan sifat kolektif berguna seperti koherensi getaran, reversibel logam-untuk-isolator transisi, konduktivitas ditingkatkan, spin-tergantung transpor elektron, ditingkatkan ferro-dan ferrimagnetisme, merdu magnetotransport, dan biaya transportasi yang efisien. Properti ini memiliki aplikasi banyak potensi dalam sel surya, efek medan transistor, perangkat pemancar cahaya, photodetectors, dan photoconductors.

(A) Skema ilustrasi percobaan tekanan tinggi dalam sel diamond anvil. Resolusi tinggi pemindaian gambar mikroskop electrom dari segi 3-D supercrystals (b) rakitan dari koloid 7.0-nm nanocrystals PbS bola (c) dan berkirim surat kecil-sudut hamburan sinar-x (d) dan mikro pola difraksi x-ray ( e)

Karena posisi yang tepat dari NCS dalam superlattice 3-D, sistem seperti itu sering disebut sebagai "supercrystals" (SCS) dalam analogi dengan kristal dibangun dari atom. Namun tidak seperti kristal atom, SCS menawarkan fleksibilitas tuning jarak interparticle karena adanya shell "lunak" dari ligan organik yang dapat digunakan untuk mengontrol sifat kolektif dalam struktur tersebut. Stabilitas struktural dan kompresibilitas adalah karakteristik mendasar dari setiap sistem 3-D.

Sebuah tim peneliti dari Pusat Nasional Argonne Laboratorium untuk Bahan Nanoscale, X-ray Ilmu Divisi di Sumber Argonne Advanced Photon (APS), Universitas GeoSoilEnviroCARS Chicago, yang beroperasi Sektor 13 di APS, dan Northwestern University telah dilaporkan pada pertama yang dikombinasikan kuasi-hidrostatik, tekanan tinggi, kecil-sudut hamburan sinar-x (SAXS) dan mikro x-ray difraksi (XRD) studi pada individu faceted, 3-D supercrystals rakitan dari koloid 7.0 nm nanocrystals PbS. Menggabungkan SAXS dan teknik XRD diperbolehkan untuk evaluasi yang tepat dari jarak interparticle selama bersepeda tekanan karena perubahan volume NCS individu diperhitungkan. Neon digunakan sebagai pemancar tekanan media untuk menghindari kemungkinan pencucian ligan organik dari permukaan NCS dan kehilangan integritas struktural dari SCS karena sintering. Diamond anvil cell (DAC) SAXS percobaan dalam kisaran tekanan dari ambien sampai 12,5 GPa, dilakukan pada sinar-X Ilmu Divisi sinar-x beamline 12-ID-C di APS, mengungkapkan stabilitas struktural hampir sempurna dari SCS, dengan organisasi fcc dari NCS. Percobaan XRD, yang dilakukan di GeoSoilEnviroCARS sinar-x beamline 13-ID-D di APS, menunjukkan bahwa NCS memiliki orientasi preferensial yang kuat dari individu NCS di SCS sampai ~ 55 GPa yang diawetkan selama siklus tekanan.

Sifat mekanis dari NCS individu, SCS mereka, dan matriks ligan dianalisis menggunakan persamaan negara yang berasal dari kompresi data yang dihasilkan oleh SAXS dan XRD. Modulus bulk tekanan ambien dari SCS dihitung menjadi ~ 5 GPa selama kompresi dan ~ 14,5 GPa selama siklus rilis, masing-masing. NCS ditemukan untuk menjalani orde pertama fase transisi di atas 8 GPa, dan transformasi hasil melalui acara nukleasi tunggal (dalam kisaran tekanan 8,1-9,2 GPa) selama transisi pertama, dan nukleasi heterogen selama transformasi kedua dari tahap menengah (yang belum teridentifikasi) untuk struktur CsCl. Sebuah Modulus bulk untuk matriks ligan ~ 2,2-2,95 GPa adalah urutan besarnya lebih besar daripada yang diamati dari studi nanoindentation.

Stabilitas struktural tinggi dari SCS dan kemampuan untuk menyetel jarak interparticle tampaknya menawarkan janji manipulasi lebih lanjut dari sifat kolektif terorganisir diri padatan buatan termasuk struktur yang terdiri dari NCS diubah pada tekanan tinggi ke fase yang berbeda. Menggabungkan tekanan tinggi XRD dan SAXS memberikan kesempatan unik untuk mendapatkan informasi langsung tentang sifat mekanik blok bangunan individu dan arsitektur hirarkis mereka.

Sumber: http://www.anl.gov/

Last Update: 6. October 2011 02:36

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit