تركيب أسلاك الاتحاد الأفريقي الركازة زمنياً عبر إليه نمو نشط السطح
Summary
نحن تقرير طريقة الحل توليف أسلاك الاتحاد الأفريقي الركازة زمنياً. بضبط يغاندس الجزيئية المستخدمة خلال التوليف، يمكن زراعة أسلاك الاتحاد الأفريقي من ركائز مختلفة مع خصائص سطح مختلفة. الاتحاد الأفريقي على أساس أسلاك متناهية الصغر النانو يمكن توليفها بضبط المعلمات رد فعل أيضا.
Abstract
النهوض بالقدرات الاصطناعية مهم لتطوير علم وتكنولوجيا النانو. تركيب أسلاك كان دائماً تحديا، كما أنه يتطلب النمو غير المتناظر لبلورات متماثل. هنا، نحن التقرير توليفة مميزة من أسلاك الاتحاد الأفريقي الركازة زمنياً. وتوظف هذا التوليف خالية من قالب يغاندس ثيولاتيد والامتزاز الركيزة لتحقيق الترسب غير متماثل المستمر للاتحاد الأفريقي في حل في الظروف المحيطة. يجند ثيولاتيد منع ترسب الاتحاد الأفريقي على سطح مكشوف من البذور، حيث ترسب الاتحاد الأفريقي تحدث فقط عند نقطة الالتقاء بين البذور الاتحاد الأفريقي والركيزة. فورا مغطاة إلى جانب أسلاك الاتحاد الأفريقي المودعة حديثا يجند ثيولاتيد، بينما يظل الجزء السفلي التي تواجه الركيزة خالية من يجند والنشطة للجولة القادمة من ترسب الاتحاد الأفريقي. كذلك ندلل على أن يمكن أن يتسبب هذا النمو أسلاك متناهية الصغر الاتحاد الأفريقي على ركائز مختلفة، ويمكن استخدام يغاندس ثيولاتيد مختلفة لتنظيم كيمياء السطحية أسلاك. يمكن أيضا التحكم في قطر أسلاك مع يغاندس المختلطة، التي يمكن أن تتحول يجند “سيئة” آخر على النمو الأفقي. مع فهم هذه الآلية، يمكن تصميم الاتحاد الأفريقي على أساس أسلاك متناهية الصغر النانو وتوليفها.
Introduction
نموذجي للمواد النانوية الأبعاد واحد، أسلاك تمتلك الخصائص المتعلقة بالجملة والخصائص الفريدة التي نشأت من آثار بنية نانوية الكم. كجسر بين النانو والمواد السائبة مقياس، أنهم على نطاق واسع طبقت في مختلف المجالات لأجهزة الحفز والاستشعار، ونانوليكترونيك، إلخ. 1 , 2 , 3.
ومع ذلك، تركيب أسلاك منذ وقت طويل تحديا كبيرا، كما أنها عادة ما يتطلب كسر التماثل الجوهرية في البلورات. عادة، يستخدم قالب لتنظيم ترسب المواد. على سبيل المثال، قد استخدم قالب اليكتروديبوسيشن لتكوين أنواع مختلفة من أسلاك مثل أسلاك Ag والأقراص المدمجة أسلاك4،،من56،،من78،9 ،10. نهج مشترك آخر هو النمو (VLS) بخار-السائلة-الصلبة، التي توظف عاملاً حفازاً المنصهر لحفز النمو متباين في الركيزة في درجة حرارة مرتفعة11. استراتيجيات مشتركة لتركيب أسلاك معدنية هي أساليب البوليول لاسلاك Ag وساعد أولييلاميني سامسونج الاتحاد الأفريقي أسلاك12،13،،من1415. كلا النهجين بمواد محددة، ولا يتم ضبطها المعلمات أسلاك متناهية الصغر سهولة خلال التوليف. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضا تشكيل أسلاك معدنية بطريقة الضغط يحركها، حيث جسيمات نانوية معدنية مجمعة ميكانيكيا مضغوطة وتنصهر في أسلاك16،،من1718.
في الآونة الأخيرة، أبلغنا بطريقة مميزة لتوليف أسلاك الاتحاد الأفريقي19. مع مساعدة يجند الجزيئات الصغيرة ثيولاتيد، يمكن أن تنمو أسلاك وتشكيل مجموعة محاذاتها عمودياً على جل Si يفر الركيزة في الظروف المحيطة. ووجد أن يغاندس تلعب دوراً مهما في نمو كسر التناظر. وهو ملزم على سطح الركازة تمتز بذور الاتحاد الأفريقي بشدة، مما اضطر الاتحاد الأفريقي للإيداع بشكل انتقائي في الواجهة تفتقر إلى يجند بين البذور والركيزة. التفاعل بين الاتحاد الأفريقي المودعة حديثا والركيزة ما زال يجند ناقصة، ولذلك، يوجد على السطح نشطة طوال كامل النمو. بضبط تركيز يجند ونوع البذور والتركيز، فضلا عن العديد من المعلمات الأخرى، يمكن توليفها سلسلة من الاتحاد الأفريقي على أساس أسلاك متناهية الصغر النانو.
في هذا العمل، سوف نقدم بروتوكول مفصل لهذا التوليف أسلاك مريحة في الاتحاد الأفريقي. كما يرد توليف المشتقة، بما في ذلك تركيب أسلاك الاتحاد الأفريقي مع خاصية السطح مسعور، وأسلاك الاتحاد الأفريقي على ركائز أخرى، مدبب الاتحاد الأفريقي أسلاك بخلط يغاندس اثنين والنانو الاتحاد الأفريقي على أساس أسلاك متناهية الصغر التي شكلتها ضبط النمو شروط.
Protocol
Representative Results
Discussion
قد نوقشت إليه هذا التوليف أسلاك متناهية الصغر النشطة النمو السطحي تحكم شامل في السابق العمل19. وبالإضافة إلى ذلك، قد آثار أنواع وأحجام البذور وكذلك تأثير يجند أنواع وأحجام أيضا التحقيق20،21. عموما. نمو أسلاك متناهية الصغر يختلف كثيرا عن الطرق الس…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونعترف مع الامتنان الدعم المالي من مؤسسة العلوم الطبيعية الصينية الوطنية (21703104)، جيانغسو والعلوم و “التكنولوجيا خطة” (SBK2017041514) جامعة نانجينغ التكنولوجيا (39837131)، وزمالة SICAM من “جيانغسو التعاضدية الوطنية” مركز الابتكار للمواد المتقدمة.
Materials
| Trisodium citrate dihydrate | Alfa Aesar | LoT: 5008F14U | |
| Sodium borohydride | Fluka | LoT: STBG0330V | NaBH4 |
| Hydrogen tetrachloroaurate(III) trihydrate | Alfa Aesar | LoT: T19C006 | HAuCl4 |
| 3-aminopropyltriethoxysilane | J&K Scientific | LoT: LT20Q102 | APTES |
| L-ascorbic acid | Sigma-Aldrich | LoT: SLBL9227V | |
| 4-mercaptobenzoic acid | Sigma-Aldrich | LoT: MKBV5048V | 4-MBA |
| 2-Naphthalenethiol | Sigma-Aldrich | LoT: BCBP4238V | 2-NpSH |
| 4-Mercaptophenylacetic acid | Alfa Aesar | LoT: 10199160 | 4-MPAA |
| 3-mercaptobenzoic acid | Aladdin | LoT: G1213027 | 3-MBA |
| 3-Mercaptopropionic acid | Aladdin | LoT: E1618095 | 3-MPA |
| absolute ethanol | Sinopharm chemical Reagent | 20170802 | |
| Silicon wafer | Zhe Jiang lijing | P | Si |
| Scanning Electron Microscope | Quanta FEG 250 | SEM | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424 | |
| Ultrasonic cleaner | Kun Shan hechuang | ||
| Ultra-pure water system | NanJing qianyan | UP6682-10-11 | for deionized water |
| Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-002 | for oxygen plasma |
References
- Yao, S. Z., et al. A Compartment-less Nonenzymatic Glucose-air Fuel Cell with Nitrogen-doped Mesoporous Carbons and Au Nanowires as Catalysts. Energy & Environmental Science. 6, 3600-3604 (2013).
- Gu, H. W., et al. Highly Efficient Synthesis of N-Substituted Isoindolinones and Phthalazinones Using Pt Nanowires as Catalysts. Organic Letters. 14, 1876-1879 (2012).
- Patolsky, F., et al. Nanowire-based Nanoelectronic Devices in the Life sciences. MRS Bulletin. 32, 142-149 (2007).
- Schwarzacher, W., et al. Templated Electrodeposition of Silver Nanowires in a Nanoporous Polycarbonate Membrane from a Nonaqueous Ionic Liquid Electrolyte. Applied Physics A-Mater. 86, 373-375 (2007).
- Song, L. X., et al. Template-Electrodeposition Preparation and Structural Properties of CdS Nanowire Arrays. Microelectronic Engineering. 83, 1971-1974 (2006).
- Song, J., et al. A New Twist on Nanowire Formation: Screw-Dislocation-Driven Growth of Nanowires and Nanotubes. Journal of Physical Chemistry Letters. 1, 1472-1480 (2010).
- Lim, S. K., et al. Controlled Modulation of Diameter and Composition along Individual III-V Nitride Nanowires. Nano Letters. 13, 331-336 (2012).
- Xu, J. M., et al. Electrochemical Fabrication of CdS Nanowire Arrays in Porous Anodic Aluminum Oxide Templates. Journal of Physical Chemistry. 33, 14037-14047 (1996).
- Lee, S. T., et al. High-density, Ordered Ultraviolet Light-emitting ZnO Nanowire Arrays. Advanced Materials. 15, 838-841 (2003).
- Tang, Y. Q., et al. Electrochemically Induced Sol-Gel Preparation of Single-Crystalline TiO2 Nanowires. Nano Letters. 2, 717-720 (2002).
- Yang, H. J., et al. Vapor-liquid-solid Growth of Silicon Nanowires Using Organosilane as Precursor. Chemical Communications. 46, 6105-6107 (2010).
- Xia, Y. N., et al. Ultrathin Gold Nanowires Can Be Obtained by Reducing Polymeric Strands of Oleylamine−AuCl Complexes Formed via Aurophilic Interaction. Journal of the American Chemical Society. 130, 8900-8901 (2008).
- Miguel, J. Y., et al. Helical Growth of Ultrathin Gold-Copper Nanowires. Nano Letters. 16, 1568-1573 (2016).
- Sun, S. H., et al. Ultrathin Au Nanowires and Their Transport Properties. Journal of the American Chemical Society. 130, 8902-8903 (2008).
- Sun, S. H., et al. Growth of Au Nanowires at the Interface of Air/Water. Journal of Physical Chemistry. C. 113, 15196-15200 (2009).
- Wu, H. M., et al. Nanostructured Gold Architectures Formed through High Pressure-Driven Sintering of Spherical Nanoparticle Arrays. Journal of the American Chemical Society. 132, 12826-12828 (2010).
- Wu, H. M., et al. Pressure-Driven Assembly of Spherical Nanoparticles and Formation of 1D-Nanostructure Arrays. Angewandte Chemie International Edition. 7, 8431-8434 (2010).
- Li, B. S., et al. Stress-induced Phase Transformation and Optical Coupling of Silver Nanoparticle Superlattices into Mechanically Stable Nanowires. Nature Communications. 5, 4179 (2014).
- Chen, H. Y., et al. Forest of Gold Nanowires: A New Type of Nanocrystal Growth. ACS Nano. 7, 2733-2740 (2013).
- Wang, Y. W., et al. Exploiting Rayleigh Instability in Creating Parallel Au Nanowires with Exotic Arrangements. Small. 12, 930-938 (2016).
- Wang, Y. W., et al. Effect of Thiolated Ligands in Au Nanowires Synthesis. Small. 13, 1702121 (2017).
- Gedanken, A., et al. The surface chemistry of Au colloids and their interactions with functional amino acids. Journal of Physical Chemistry B. 108, 4046-4052 (2004).
- Xia, Y. N., et al. Shape-Controlled Synthesis of Pd Nanocrystals in Aqueous Solutions. Advanced Functional Materials. 19, 189-200 (2009).
