פן-כדי-היבט הקישור של קדמיום Colloidal צורה-אניסוטרופי Chalcogenide Nanostructures
Summary
פרוטוקול המפרט כיצד צורת אניסוטרופי קדמיום colloidal chalcogenide nanocrystals יכולים להיות מקושרים covalently באמצעות היבטים הקצה שלהם מוצג כאן.
Abstract
כאן, אנו מתארים פרוטוקול המאפשר nanocrystals chalcogenide קדמיום צורה-אניסוטרופי (רכיבי Nc), כגון nanorods (NRs) ו- tetrapods (TPs), במטרה להיות covalently ולא site-specifically מקושרים באמצעות היבטים הקצה שלהם, וכתוצאה מכך פולימר דמוי ליניארי או מסועף רשתות. ההליך המקשרים מתחיל עם קטיון תהליך שבו מגזרי קצה chalcogenide קדמיום רכיבי Nc יומרו תחילה chalcogenide כסף. זה ואחריו הסרת סלקטיבי ליגנדים על פני השטח שלהם. התוצאה קדמיום chalcogenide רכיבי Nc עם סוף chalcogenide כסף תגובתי ההיבטים הרבים שיש נתיך באופן ספונטני על קשר אחד עם השני, ובכך הקמת מצורף פן-כדי-היבט interparticle. דרך הבחירה הביוספירה של קודמן ריכוזים, רשת נרחבת של רכיבי Nc המקושר יכול להיות מיוצר. אפיון מבניים של השרות החשאי המקושרת מתבצעת באתר ברזולוציה נמוכה גבוה במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM), כמו גם הספקטרומטריה ואנליזת-אנרגיה, אשר מאשרים את הנוכחות של chalcogenide כסוף התחומים בין שרשראות של קדמיום chalcogenide רכיבי Nc.
Introduction
הרכבה בבימויו של מוליכים למחצה colloidal רכיבי Nc מציע שער סינתטי הזיוף של nanostructures physicochemical הסינתטיות גם הסכום קולקטיבית או שונים בתכלית מן שלהם אבני בניין הפרט NC1 , 2 , 3 , 4. בין הגישות השונות להתכנסות ננו-חלקיק, שיטת הצירוף מונחה – ב אילו רכיבי Nc בעיקרו מקובעים אחד עם השני – מתבלטת המאפשר להשתלב אלקטרונית interparticle. עם זאת, מצורף אוריינטציה המקובלת בדרך כלל דורש איזון עדין של חלקיקים דיפול – ליגנד -, אינטראקציות ממס מבוסס בדרך כלל שקשה לבצע ולעשות החלים על מערכות שונות NC.
לאחרונה פיתחנו שיטה רטוב-כימי של covalently להצטרף צורה-אניסוטרופי קדמיום chalcogenide רכיבי Nc על ידי החדרת ביניים אורגניים תגובתי באמצעות תהליך סלקטיבי-אתר התגרענות. החלקיקים מקושרים לאחר מכן על ידי היתוך גרעיני ספונטני של תגובתי תחומים ביניים אורגניים5. למרות הטכניקה עדיין מבוססת על מנגנון מונחה המצורף, יש הרבה פחות צורך לשקול אינטראקציות interparticle חלש, ובכך מאפשר יותר גמישות ובקרה. החיבור של צורה-אניסוטרופי קדמיום chalcogenide רכיבי Nc מבוצע על ידי המרת הראשון שלהם היבטים עצה chalcogenide כסף באמצעות תהליך חלקי קטיון (בתמיסה); זה ואחריו הסרת סלקטיבי ליגנדים passivating פני השטח. השרות החשאי ואז לבוא יחד באמצעות היתוך גרעיני של הצדדים החשופים chalcogenide כסף, וכתוצאה מכך מכלולים של קדמיום chalcogenide רכיבי Nc המקושרות end-to-end.
ב פרוטוקול זה, נדגים הטכניקה המקשרים יכול להיות מיושם למגוון של צורה-אניסוטרופי קדמיום chalcogenide רכיבי Nc (קרי, נזרע CdSe NRs תקליטורים ו NRs CdSe מתחילה CdSe או תוכנית-המיתאר), שרשראות מניב NR ליניארי ארוכה או TP מסועף מאוד רשתות. תוצאות אלו מראים כי הטכניקה ניתן להרחיב את מגוון רחב של צורות NC ו נוטה? כסף קטיון מתכת chalcogenides.
Protocol
Representative Results
Discussion
קישור בטכניקה המתוארת בעבודה זו מאפשרת צורה-אניסוטרופי קדמיום chalcogenide חלקיקים יכולים עוברים קטיון עם Ag+ להתאחד, היבט היבט, לתוך הרכבות כגון רשתות קוויות או רשתות מסועף. כשל כדי ליצור מכלולים היטב התפזרו, מקיף של פן-כדי-היבט חלקיקים מקושר לעתים קרובות בגלל שתי סיבות: (i) ODPA לא מפוזרת גם ה…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי JCO A * כוכב Investigatorship הענק (פרוייקט מס 1437C 00135), A * כוכב & הנדסה המועצה במגזר הציבורי מענקי מחקר (פרויקט מס 1421200076), ומדע מיזמי מחקר משותף של JSPS-NUS הענק (WBS R143-000-611-133).
Materials
| Cadmium oxide (CdO), 99.5% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), 90 % and 99% | Sigma Aldrich | Technical and analytical grade | |
| Cadmium acetylacetonate (Cd(acac)2), 99.9% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Hexadecanediol (HDDO), 90% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| 1-octadecene (ODE), 90% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| Dodecylamine (DDA), 98% | Sigma Aldrich | Toxic | |
| Cadmium nitrate tetrahydrate ((CdNO3)2.4H2O), 98% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Myristic acid (MA), 99% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Octyl phosphonic acid (OPA), 97% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Oleylamine (Oly), 70% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), 95% | Sigma Aldrich | Toxic | |
| Selenium pellets (Se, 5 mm), 99.99% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Hexadecylamine (HDA), 90% | Alfa Aesar | Technical grade, toxic | |
| n-tetradecylphosphonic acid (TDPA), 98% | Alfa Aesar | Analytical grade | |
| Silver nitrate (AgNO3), 99.9% | Alfa Aesar | Analytical grade | |
| Oleic acid (OA), 90% | Alfa Aesar | Technical grade | |
| Tri-n-octylphosphine (TOP), 97% | Strem | Analytical grade, toxic, air sensitive | |
| n-hexylphosphonic acid (HPA), 97% | Strem | Analytical grade | |
| n-octadecylphosphonic acid (ODPA), 97% | Strem | Analytical grade | |
| Tellurium powder (Te), 99.9% | Strem | Air sensitive | |
| Tri-n-butylphosphine (TBP), 99% | Strem | Analytical grade, highly toxic, air sensitive | |
| Diisooctylphosphonic acid (DIPA), 90% | Fluka | Technical grade, toxic |
References
- Figuerola, A., et al. End-to-End Assembly of Shape-Controlled Nanocrystals via a Nanowelding Approach Mediated by Gold Domains. Adv. Mat. 21, 550-554 (2009).
- Tang, Z., Kotov, N. A., Giersig, M. Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires. Science. 297, 237-240 (2002).
- Kim, D., Kim, W. D., Kang, M. S., Kim, S. -. H., Lee, D. C. Self-Organization of Nanorods into Ultra-Long Range Two-Dimensional Monolayer End-to-End Network. Nano Lett. 15, 714-720 (2015).
- Schliehe, C., et al. Ultrathin PbS Sheets by Two-Dimensional Oriented Attachment. Science. 329, 550-553 (2010).
- Chakrabortty, S., et al. Facet to facet Linking of Shape Anisotropic Inorganic Nanocrystals with Site Specific and Stoichiometric Control. Nano Lett. 16, 6431-6436 (2016).
- Leatherdale, C. A., Woo, W. K., Mikulec, F. V., Bawendi, M. G. On the Absorption Cross Section of CdSe Nanocrystal Quantum Dots. J Phys Chem B. 106, 7619-7622 (2002).
- Dabbousi, B. O., et al. (CdSe)ZnS Core-Shell Quantum Dots: Synthesis and Characterization of a Size Series of Highly Luminescent Nanocrystallites. J Phys Chem B. 101, 9463-9475 (1997).
- Carbone, L., et al. Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of Coilloidal CdSe/CdS Nanorods Prepared by Seeded Grwoth Approach. Nano Lett. 7, 2942-2950 (2007).
- Shaviv, E., et al. Absorption properties of Metal-Semiconductor Hybrid Nanoparticles. ACS Nano. 5, 4712-4719 (2011).
- Lim, J., et al. Controlled Synthesis of CdSe Tetrapods with High Morphological Uniformity by the Persistent Kinetic Growth and the Halide-Mediated Phase Transformation. Chem Mat. 25, 1443-1449 (2013).
