Posted in | Nanomaterials | Nanoanalysis

Het Nauwkeurige Plaatsen van Nanocrystals Staat Controle Over Collectieve Eigenschappen toe

Published on February 18, 2011 at 4:36 AM

Het Nauwkeurige opdracht geven tot in tweedimensionale (tweede) en driedimensionele die (3-D) superlattices door de zelf-assemblage van individuele nanocrystals wordt gevormd (NCs) staat voor controle van de magnetische, optische, en elektronische koppeling tussen individuele NCs toe.

Deze controle kan tot nuttige collectieve eigenschappen zoals trillingscoherentie, omkeerbare metaal-aan-isolatie overgangen, verbeterd geleidingsvermogen, rotatie-afhankelijk elektronenvervoer, verbeterde ferro- en ferrimagnetism, melodieuze magnetotransport, en efficiënt lastenvervoer leiden. Deze eigenschappen hebben vele potentiële toepassingen in zonnecellen, field-effect transistors, lichtgevende apparaten, fotodetectoren, en photoconductors.

(a) Schematische illustratie van het hoge drukexperiment in een cel van het diamantaambeeld. High-resolution beelden van de aftasten electrom microscopie van gefacetteerde die 3-D supercrystals (b) van zich colloïdale 7.0 NM sferische PbS nanocrystals (c) en het gecorrespondeerde small-angle x-ray verspreiden (d) en micro- x-ray diffractiepatronen (e) worden zelf-geassembleerd

wegens het nauwkeurige plaatsen van NCs binnen 3-D superlattice die, worden dergelijke systemen vaak bedoeld als „supercrystals“ (SCs) in analogie aan kristallen van atomen worden gebouwd. Maar in tegenstelling tot de atoomkristallen, biedt SCs de flexibiliteit van het stemmen van de interparticle afstand toe te schrijven aan aanwezigheid van „zachte“ shell van organische ligands aan die kunnen worden gebruikt om collectieve eigenschappen in dergelijke structuren te controleren. De Structurele stabiliteit en de samendrukbaarheid zijn fundamentele kenmerken van om het even welk 3-D systeem.

Een team van onderzoekers van het Nationale Centrum van het Laboratorium Argonne voor Materialen Nanoscale, de Afdeling van de Wetenschap van de Röntgenstraal in Argonne Ging de Bron van het Foton (APS), Universiteit van vooruit GeoSoilEnviroCARS van Chicago, die Sector 13 bij APS in werking stelt, en de Noordwestelijke Universiteit heeft gerapporteerd over eerste gecombineerde quasi-hydrostatisch, hoge druk, small-angle de röntgenstraal (SAXS) de verspreiden zich en micro- x-ray de gefacetteerde die (XRD) diffractiestudies die over individu, 3-D supercrystals van colloïdale 7.0 NMPbS nanocrystals wordt zelf-geassembleerd. Het Combineren van de technieken SAXS en XRD stond voor nauwkeurige evaluatie van het interparticle uit elkaar plaatsen toe tijdens de druk cirkelend aangezien de volumeverandering van individuele NCs in acht werd genomen. Het Neon werd als druk gebruikt die media overbrengen om de mogelijkheid te vermijden van het uitlogen van organische ligands van de oppervlakte van NCs en het verliezen van de structurele integriteit van SCs toe te schrijven aan het sinteren. De experimenten van de het aambeeldcel (DAC) SAXS van de Diamant in de druk strekken zich van omringend die uit aan 12.5 GPa, bij x-ray beamline 12-identiteitskaart-c bij APS wordt uitgevoerd, geopenbaarde bijna perfecte structurele stabiliteit van de Afdeling van de Wetenschap van de Röntgenstraal van SCs, met fcc organisatie van NCs. De experimenten XRD, die bij GeoSoilEnviroCARS x-ray beamline 13-identiteitskaart-D bij APS werden uitgevoerd, toonden aan dat NCs sterke preferentiële richtlijn van individuele NCs in SCs tot ~55 GPa heeft die tijdens druk het cirkelen wordt bewaard.

De mechanische eigenschappen van individuele NCs, hun die SCs, en ligandmatrijs werden geanalyseerd gebruikend de vergelijking van staten uit de compressiegegevens wordt afgeleid door SAXS en XRD worden geproduceerd. Werd de Omringende druk bulkmodulus van SCs berekend om ~5 GPa tijdens compressie en ~14.5 GPa te zijn tijdens de versiecyclus, respectievelijk. NCs werd gevonden om first-order faseovergang boven 8 GPa, en de transformatieopbrengst door één enkele nucleation gebeurtenis (binnen een drukwaaier van 8.1-9.2 GPa) tijdens de eerste overgang, en heterogeene nucleation tijdens de tweede transformatie van de middenfase (dat nog niet) wordt geïdentificeerd aan structuur te ondergaan CsCl. Een bulkmodulus voor de ligandmatrijs van ~2.2-2.95 GPa is een grootteorde groter dan dat waargenomen van nanoindentationstudie.

De hoge structurele stabiliteit van SCs en de capaciteit om het interparticle uit elkaar plaatsen te stemmen schijnen om de belofte van verdere manipulatie van de collectieve eigenschappen van zelf-georganiseerde kunstmatige vaste lichamen met inbegrip van de structuren aan te bieden die uit NCs omgezet bij hoge druk in een verschillende fase bestonden. Het Combineren van hoge druk XRD en SAXS biedt unieke mogelijkheden om directe informatie over de mechanische eigenschappen van individuele bouwstenen en hun hiërarchische architectuur te verkrijgen.

Bron: http://www.anl.gov/

Last Update: 12. January 2012 19:22

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