ТеорФизика
Стерлитамакский филиал БашГУ

Главная » 2011 » Декабрь » 11

Найден универсальный способ очистки поверхности нанокристаллов

11.12.2011 1048 0.0 Pioneer
Флаконы лиганд без нанокристалловИсследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли разработали универсальную технологию очистки нанокристаллов от молекул, которые до сих пор препятствовали  их интеграции в устройства. Эти результаты могут обеспечить ученых чистейшими кристаллами, для разработки новых нанокристаллических технологий хранения энергии, устройств преобразования солнечной энергии в электроэнергию, умных окон, солнечного топлива и светодиодов.

Нанокристаллы, как правило, готовятся в химическом растворе с использованием волокнистых молекул, называемых лигандами, химически привязаны к их поверхности. Эти углеводородные или металлоорганические молекулы способствуют стабилизации нанокристаллов, но и формируют нежелательную изолирующую оболочку вокруг структуры. Эффективное удаление этих поверхностных лигандов является сложной задачей и не поддается исследователям на протяжении десятилетий.

Теперь, используя соль Меервейна, это органическое соединение, известное также под названием тетрафторборат триэтилоксония, команде лаборатории Беркли удалось удалить органические лиганды с поверхности нанокристаллов, которые могут использоваться в различных приложениях.

"Наша техника позволяет Вам взять любые нанокристаллы - металлические окиси, металлы, полупроводники - и превратить их в дисперсию нанокристалов без лиганд для струйного или аэрозольного покрытия, и даже использования в чернилах струного принтера”, говорит Бретт Хелмс, ученый Центра синтеза органических и макромолекулярных соединений Лаборатории Беркли. "К тому же, они сохраняют их структурную целостность и показывают более эффективные транспортные свойства в устройствах”.

Многие нанокристаллов важные для энергетических устройств не выдерживают сильных кислот или окислителей, слои органических лиганд распадаются, вызывая распад этих нанокристаллов. В своем исследовании, Хелмс и его коллеги рассмотрели атомистические детали взаимодействия между нанокристаллами селенида свинца - полупроводникового материала и лигандами, связанными с его поверхностью. Добавляемые химические реагенты на основе солей Меервина, вступают в химическую реакцию с нанокристаллами, делая лиганды неспособными к повторному связыванию с поверхностью, отставляя "голые" нанокристаллы в растворе или в виде тонкой пленки на подложке. Эта техника, Хелмс говорит, оказался чрезвычайно универсальной.

"Наша команда разработала общий метод удаления лигандов с нанокристаллов, позволяющий получить «голые» поверхности нанокристаллов", говорит Эвелин Розен, исследователь, работающий с Хелмсом. "Эти голые нанокристаллы сами по себе могут иметь уникальные свойства, но, кроме этого, позволяют добавлять новые лиганды к обнаженной поверхности, желательных для некоторых типов нанокристаллов. Самое главное, этот метод расшириряет полезность нанокристаллов, предоставляя больше контроля над оптимизацией их свойств".

Для исследования нанокристаллов использовалась новая методика, называемая нано-инфракрасная спектроскопия, или нано-ИК. В этой технике, инфракрасный свет, поглощаемый тонкими пленками, используется для анализа возбуждения определенных колеблющихся молекул, таких как углерод-водородные связи, образованные лигандами. Используя нано-ИК, исследователи обнаружили, что нанокристаллы были равномерно голыми на макроскопических масштабах, что приводит к увеличению электронной проводимости на несколько порядков величины по сравнению с неочищенными  слоями нанокристалла.

"Этот метод действительно универсальный и делает возможным использование нанокристаллов в широком спектре приложений и в различных условиях", говорит Делия Миллирон, директор отдела неорганических наноструктур и соавтор данного исследования.

Источник материала: physorg.com
Комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Сайт управляется системой uCoz