אנו מדגימים כיצד לקבוע את התפלגות הגודל של nanocrystals מוליכים למחצה באופן כמותי באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן העסקת מודל כליאת פונון רב-חלקיקים מוגדרים באופן אנליטי. תוצאות שהתקבלו הן בהסכם מצוין עם טכניקות ניתוח גודל אחרות כמו מיקרוסקופ אלקטרונים הולכה וספקטרוסקופיה photoluminescence.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אפיון התפלגות גודל ננו באמצעות ראמאן ספקטרוסקופיה עם דגם Phonon מאסר רב-חלקיקים
במאמר זה
סיכום
תקציר
ניתוח התפלגות הגודל של nanocrystals הוא דרישה קריטית לעיבוד ואופטימיזציה של נכסי הגודל התלוי. הטכניקות הנפוצות המשמשות לניתוח הגודל הן מיקרוסקופ אלקטרונים שידור, קרן ה- X עקיפה (XRD) (TEM) וספקטרוסקופיה photoluminescence (PL). טכניקות אלה, עם זאת, אינן מתאימות לניתוח התפלגות גודל ננו במהירות, שאינו הרסנית ואופן אמין באותו הזמן. המטרה שלנו בעבודה זו היא על מנת להוכיח כי התפלגות גודל של nanocrystals מוליכים למחצה שכפופות להשפעות כליאת פונון גודל תלוי, ניתן להעריך כמותית באופן שאינו הרסני, מהיר ואמין באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן. יתר על כן, הפצות גודל מעורבות יכולות להיות נחקר בנפרד, וניתן לאמוד ביחסי הנפח שלהם באמצעות טכניקה זו. על מנת לנתח את התפלגות הגודל, יש לנו formulized ביטוי אנליטי של PCM אחד-חלקיקים ועמ 'rojected אותו על פונקצית התפלגות כללית שתייצג את התפלגות הגודל של ננו ניתח. כניסוי מודל, יש לנו ניתחנו את התפלגות הגודל של nanocrystals חופשי עומד סיליקון (Si-NCS) עם הפצות גודל רבי מודלי. הפצות הגודל המשוערות הן בהסכם מצוין עם תוצאות TEM וPL, חושפות את האמינות של המודל שלנו.
מבוא
nanocrystals סמיקונדקטור למשוך תשומת לב כיכולים להיות מכוון המאפיינים האלקטרוניים והאופטיים שלהם פשוט על ידי שינוי הגודל שלהם בטווח בהשוואה לרדיוס אקסיטון-והר שלהם. 1 תכונות גודל תלוי הייחודיות אלה הופכות את nanocrystals אלה רלוונטיים עבור יישומים טכנולוגיים שונים. לדוגמא, השפעות כפל מוביל, נצפו כאשר פוטון אנרגיה גבוה נספג על ידי nanocrystals של CdSe, Si, וגה, ניתן להשתמש ברעיון של המרת ספקטרום ביישומי תאים סולריים; 2 - פליטה אופטית 4 או גודל תלוי מ PBS-NCS וסי-NCS ניתן להשתמש באור דיודה יישומים (LED). 5,6 ידע מדויק ושליטה על התפלגות גודל ננו לכן לשחק תפקיד מכריע באמינות וביצועים של י....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. תכנון של הניסויים
- לסנתז או לקבל את nanocrystals של עניין 13 (איור 1 א).
- למנוע בלבול עם אות הרקע על ידי וודא כי חומר המצע אין חופף פסגות בספקטרום ראמאן של nanocrystals (איור 1 א).
- הפעל את הלייזר של התקנת ספקטרוסקופיית ראמאן. חכה מספיק זמן (כ -15 דקות) לעוצמת הלייזר לייצוב.
- מדוד התייחסות תפזורת של nanomaterial להיות מנותחת 12 (....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
לשימוש בספקטרוסקופיית ראמאן ככלי ניתוח גודל, מודל כדי לחלץ את המידע הקשור לגודל מספקטרום ראמאן מדוד נחוצה. איור 2 מסכמים את מודל כליאת פונון רב-חלקיקי האנליטיות. פונקצית כליאת פונון 12 All-גודל-תלויה (איור 2 ג) מוקרן על פונקציה גנרית התפלגות גודל (איור 2 ב), אשר נבחרה כפונקציה הפצת גויות לוג. בהתחשב במשרעת (ד איור 2), רוחב מלא במחצית המרבית (איור 2 ה), ושינוי התדר (ו 2 איור)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
נקודת הדיון הראשונה היא השלבים הקריטיים בפרוטוקול. על מנת שלא יצטרכו פסגות חופפות עם החומר של עניין, חשוב להשתמש בסוג אחר של חומר מצע כאמור בשלב 1.2. לדוגמא, אם סי-NCS הם עניין, לא משתמש במצע סיליקון למדידות ראמאן. באיור 1, למשל, Si-NCS היו מסונתז על מצעי פרספקס, שיש לו אות שטוחה לחלוטין בערך סביב הטווח של עניין, כלומר, 480-530 סנטימטר - 1. בנוסף למדידת אות התייחסות תפזורת להעריך את המשמרת של שיא הקשורים ננו כאמור בשלב 1.4, זה גם קריטי כדי לאתר.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין מה לחשוף.
תודות
עבודה זו הייתה חלק מתוכנית המחקר של הקרן למחקר בסיסי על החומר (FOM), שהיא חלק מהארגון ההולנדי למחקר מדעי (NWO). מחברי העבודה הזו מודים ל-M. J. F. van de Sande על הסיוע הטכני המיומן, ל-M. A. Verheijen על תמונות TEM, ולקבוצה של Tom Gregorkiewicz על מדידות PL.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ספקטרוסקופיה רמאן | רנישו | בוויה מצויד בחוט | לייזר יון Ar 514 ננומטר |
| 3.0 | שיא ספקטרוסקופיה | של רנישו | |
| מתמטיקה | וולפרם | לפונקציה מתאימה וקביעת גודל | |
| פרספקס מצע | (כדי למנוע צירוף מקרים של אות עם Si-NCs) | ||
| פרוסת | Siהתייחסות | ||
| פוטו-לומינסנציה | 334 ננומטר לייזר Ar. לחלוקת גודל אופטי. | ||
| מיקרוסקופ | עוצמת קרן 300 קילו וולט. לקביעת גודל ננו-גבישים ומורפולוגיה. |
מקורות
- Goller, B., Polisski, S., Wiggers, H., Kovalev, D. Freestanding spherical silicon nanocrystals: A model system for studying confined excitons. Appl Phys Lett. 97 (4), 041110(2010).
- Luo, J. -W., Franceschetti, A., Zunger, A.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
