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

Exakt positionering av Nanokristaller tillåter kontroll över Kollektiv Egenskaper

Published on February 18, 2011 at 4:36 AM

Exakt beställa i två-dimensionella (2-D) och tredimensionella (3-D) supergitter bildas av självorganisering av enskilda nanokristaller (NCS) möjliggör kontroll av magnetiska, optiska och elektroniska koppling mellan de enskilda NCS.

Denna kontroll kan leda till användbara kollektiva egenskaper som vibrational konsekvens, reversibel metall-mot-isolator övergångar, förbättrad ledningsförmåga, spin-beroende elektrontransport, förbättrad ferro-och FERRIMAGNETISM, avstämbara magnetotransport och effektiv laddning transporter. Dessa egenskaper har många potentiella tillämpningar inom solceller, fält-effekt transistorer, lysdioder enheter, fotodetektorer och fotoenheter.

(A) Schematisk illustration av högtrycks-experiment i en diamant städ cell. Högupplöst scanning electrom mikroskopi bilder av mångfacetterad 3-D supercrystals (b) egna sammansatta av kolloidala 7,0 nm sfäriska PbS nanokristaller (c) och motsvarade små vinklar röntgenspridning (d) och mikro röntgen mönster diffraktion ( e)

På grund av exakt positionering av NCS inom en 3-D superlattice är sådana system ofta kallad "supercrystals" (SCS) i analogi med kristaller byggt av atomer. Men till skillnad från atomär kristaller, SCS erbjuder flexibilitet finjustera interparticle avståndet på grund av närvaron av "mjuka" skal av organiska ligander som kan användas för att styra kollektiva egenskaper i sådana strukturer. Strukturell stabilitet och kompressibilitet är grundläggande egenskaper hos någon 3-D-systemet.

Ett team av forskare från Argonne National Laboratory Centrum för Nanoscale Materials, X-ray Science Division på Argonne Advanced Photon Source (APS) har University of Chicago GeoSoilEnviroCARS, som arbetar Sektor 13 i den årliga politiska strategin, och Northwestern University rapporterade om första kombinerade kvasi-hydrostatisk, högt tryck, små vinklar röntgenspridning (SAXS) och mikro röntgendiffraktion (XRD) studier på individuella mångfacetterad, 3-D supercrystals egna sammansatta av kolloidala 7,0 nm PbS nanokristaller. Kombinera SAXS och XRD tekniker möjliggjorde noggrann utvärdering av den interparticle mellanrum under trycket cykla sedan volymförändring av de enskilda NC har beaktats. Neon användes som ett tryck sänder media för att undvika risken för utlakning av organiska ligander från ytan av NCS och förlora den strukturella integriteten av SCS på grund av sintring. Diamantceller cell (DAC) SAXS experiment i tryckområde från omgivande till 12,5 GPa, utförs på röntgen Science Division röntgen beamline 12-ID-C vid den årliga politiska strategin, avslöjade nästan perfekt strukturella stabiliteten i SCS, med FCC organisation av NCS. Den XRD experiment, som gjordes på GeoSoilEnviroCARS röntgen beamline 13-ID-D vid den årliga politiska strategin, visade att NC har starka företrädesrätt orientering av enskilda NC i kaster upp till ~ 55 GPa som bevaras under trycket cykling.

De mekaniska egenskaperna hos de enskilda NCS, deras SCS, och liganden matrisen analyserades med hjälp av ekvationen av stater från kompressionen uppgifter från SAXS och XRD. Omgivningstryck huvuddelen modulen för SCS beräknades vara ~ 5 GPa under kompression och ~ 14,5 GPa under utgivningscykel, respektive. NC konstaterades att genomgå första ordningens fasövergång över 8 GPa, och omvandlingen fortsätter genom en enda nucleation händelse (inom ett tryckområde på 8,1 till 9,2 GPa) under den första övergången, och heterogen kärnbildning under andra förvandlingen från den mellanliggande fasen (som ännu inte identifierats) till CsCl struktur. En bulk modulus för ligand matris av ~ 2,2-2,95 GPA är en storleksordning större än vad som observerats från nanoindentation studie.

Den höga strukturella stabiliteten i SCS och förmågan att finjustera interparticle avståndet tycks ger löften om ytterligare manipulation av den kollektiva egenskaper självorganiserad konstgjorda fasta ämnen inklusive de strukturer som bestod av NCS omvandlas vid höga tryck i en annan fas. Kombinera högtryck XRD och SAXS ger unika möjligheter att få direkt information om mekaniska egenskaper hos enskilda byggstenar och deras hierarkiska arkitekturer.

Källa: http://www.anl.gov/

Last Update: 6. October 2011 07:12

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