Penn Collaborations导致更简单的建筑纳米晶体超短晶格的方法

费城— –宾夕法尼亚大学化学家,物理学家和材料科学家的合作创造了一种简单且廉价的方法,以通过在液体表面上结晶纳米晶体的混合物来快速生长二元纳米晶体超晶格或BNSLS的厘米鳞片膜。

该研究表明,通过组合两种类型的纳米晶体和在正常条件下在液体表面的干燥阶段在干燥阶段组装在液体的干燥阶段,将长距离有序的BNSL膜进行新的和自发的方式来生长纳米晶体大小,形状和浓度的严格控制。

该方法克服了现有组装策略的几个限制,并产生了可以转移到任何所需的基材的大量独立膜,例如硅晶片,玻璃载玻片和塑料基材,允许在装置中的任何阶段引入纳米晶体膜制造过程。

该团队证明了通过种植含有两种不同尺寸的氧化铁纳米晶体的毫米尺度的超晶格膜整合这些新材料的可能性,并将膜掺入磁阻装置中。测量结果表明,所得装置的磁阻取决于BNSL的结构,因此取决于该结构。

这些纳米晶体中的物理性质固有—纳米大小的晶体积木—为界面组装的研究提供了现代化的扭曲,距离宾夕法尼亚州立宾师本杰明富兰克林及其对1770年代的水进行石油蔓延的研究。

单组分和多组分纳米晶体薄膜已经被研究人员强烈调查,作为新型光学技术的推动者,该技术的范围从低成本的太阳能电池,发光二极管和照片探测器以及包括场效应晶体管和固体的电子系统状态热电冷却器和发电机和磁性技术,包括磁记录材料和磁传感器,甚至作为量身定制的电催化和光催化薄膜。

将两种类型的纳米晶体共组装成BNSLS提供低成本,模块化途径,以通过精确控制的性能组合来编程材料的自组装。在过去几年中,这些复杂的界面组件的进展和单组分纳米晶膜转移的改善,预期该控制可以扩展到更复杂的系统。

该钢笔研究建立了一种以自由站立的大区域BNSL膜的途径,其中额外的能力将它们层压在任何任意底物上。

“从根本上,在液体表面上生长的BNSL在多组分纳米晶体组件的机制上阐明,这对基于自组装的纳米制造中的新概念至关重要,”Richard Perry大学教授克里斯托弗B. Murray,文化和物质科学与工程教授。

由美国陆军研究办公室资助的研究和国家科学基金会材料研究科学与工程中心奖,本周出版’s 自然.

生长BNSLS的现有策略涉及在仔细调节的温度和压力下在固体基质上蒸发双晶体溶液的更复杂过程。该方法遭受了几个限制,最尤利的是基板的有限选择,不规则的微米尺寸的核心均匀的底座,在基板上的不可能转移它们。

“鉴于这种新型组装策略对于不同纳米晶体组合是通用的事实,我们预期拟晶体BNSL和三元纳米晶体超晶格的膜也将通过这种方法种植,大大扩展了可以探索的系统” Murray said. “我们的梦想是在所有长度上编制材料的组织,用于纳米的鳞片到毫米,组合所需的物理性质多纳米级系统。从根本上讲,我们专注于识别,理解和优化纳米材料中的新协同互动,以及利用新设备和系统中的这些紧急性质。”

该跨学科研究由Murray和Angang Dong在艺术和科学学院和材料科学和工程系中的化学系,Jun Chen of Materical Science and Engineers,Patrick M. Vora和James M. Kikkawa的物理和天文学系SAS。

有关国家科学基金会材料研究科学和工程中心资助的研究的其他资料可供选择 http://www.mrsec.org/.



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