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准确确定 Nanocrystals 允许对集体的属性的控制

Published on February 18, 2011 at 4:36 AM

准确预定在各自的 nanocrystals 自集合形成的二维 (第 2) 和三维 (三维) 超晶格 (NCs)允许磁性,光学和电子联结的控制在单个 NCs 之间的。

此控制可能导致有用的集体的属性例如振动凝聚、可逆金属对装绝缘体工转移、改进的传导性,空转从属的电子运输,改进的耶老岛和铁氧体磁性、可调的 magnetotransport 和高效的充电运输。 这些属性有许多潜在的应用在太阳能电池、场效应晶体管、轻放射的设备、光电探测器和光导体。

(a) 高压实验的概要例证在金刚石铁砧细胞的。 雕琢平面的三维 supercrystals (b) 的高分辨率扫描 electrom 显微学图象从胶质 7.0 nm 球状 PbS nanocrystals (c) 自汇编了并且对应小角度 X-射线分散 (d) 和微 X 光衍射模式 (e)

由于准确确定在三维超晶格内的 NCs,这样系统频繁地指 “supercrystals” (SCs) 在对水晶的比喻被编译原子。 但是不同于基本水晶, SCs 聘用调整 interparticle 距离的灵活性由于有机配合基的 “软件”壳的出现可以用于控制在这样结构的集体的属性。 结构稳定度和压缩性是所有三维系统的根本特性。

研究员小组从 Argonne 国家实验室中心的 Nanoscale 材料,在 Argonne 的 X-射线科学分部提前光子来源 (APS),芝加哥大学 GeoSoilEnviroCARS,运行部门 13 在 APS,并且西北大学报告关于关于雕琢平面的单个的首先联合的类似流体静力,高压,小角度 X-射线分散 (SAXS) 和 (XRD)微 X 光衍射研究,从胶质 7.0 nm PbS nanocrystals 自汇编的三维 supercrystals。 因为单个 NCs 的容积变化被考虑了到,结合 SAXS 和 XRD 技术允许这个 interparticle 间隔的准确的评估在循环的压期间。 氖用于,压传输的媒体避免浸出从表面的有机配合基 NCs 和丢失 SCs 的结构上的完整性的可能性由于焊接。 金刚石铁砧细胞 (DAC) SAXS 在从四周的压范围试验到 12.5 GPa,执行在 X-射线科学分部 X-射线 beamline 12 IDC 在 APS, SCs 的显示的接近理想的结构稳定度,与 NCs 的 fcc 组织。 XRD 试验,被执行在 GeoSoilEnviroCARS X-射线在 APS 的 beamline 13 IDD,显示出, NCs 有单个 NCs 的严格的优先取向在压循环期间,保留的 SCs 至 ~55 GPa。

单个 NCs、他们的 SCs 和配合基矩阵的机械性能被分析了使用从压缩数据派生状态相等导致由 SAXS 和 XRD。 在版本循环期间, SCs 的围压体积弹性模量被计算是 ~5 GPa 在压缩期间和 ~14.5 GPa,分别。 发现 NCs 经过在 8 GPa 上的一次的相变,并且这个转换通过一个唯一生核活动 (在压范围的 8.1-9.2 内 GPa) 在第一个转移时和异种生核进行在从的第二个转换时没有被识别) 的半成品阶段 (与 CsCl 结构。 配合基矩阵的一个体积弹性模量 ~2.2-2.95 GPa 比从 nanoindentation 研究观察的那是数量级极大。

SCs 的高结构稳定度和这个能力调整这个 interparticle 间隔似乎提供自组织的人为固体集体的属性的进一步处理承诺包括包括 NCs 被变换在高压成一个不同的阶段的结构。 结合高压 XRD 和 SAXS 提供唯一机会得到关于各自的构件和他们的分层结构结构机械性能的直接信息。

来源: http://www.anl.gov/

Last Update: 12. January 2012 19:19

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