مقالة منهجية

وحدات تقنية موائع جزيئية لدراسات منهجية الغروية أشباه الموصلات نانوكريستالس

DOI:

10.3791/57666

⸱

مايو 10, 2018

 ,  ,  , 
1Chemical and Biomolecular Engineering, North Carolina State University, 2Chemical Engineering, Massachusetts Institute of Technology

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هذه الوثيقة بالتفصيل هي بروتوكولات العملية والجمعية من منصة فحص وحدات موائع جزيئية لتوصيف منهجي لأشباه الموصلات الغروية نانوكريستال التوليفات. من خلال ترتيبات نظام قابل للتعديل تماما، قد تتم عمليات جمع الأطياف ذات كفاءة عالية عبر مقاييس زمنية رد فعل 4 من حيث الحجم ضمن مساحة كتلة تسيطر عليها نقل عينات.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

غرواني أشباه الموصلات نانوكريستالس، المعروفة باسم النقاط الكم (قدس)، هي فئة متنامية بسرعة من مواد في مجال الإلكترونيات التجارية، مثل الضوء التي تنبعث منها الثنائيات (LEDs) ووحدات الطاقة الشمسية (Pv). من بين هذه المجموعة المادية، أثبتت بيروفسكيتيس غير العضوية/العضوية تحسنا كبيرا والإمكانات نحو تصنيع الكهروضوئية ذات الكفاءة العالية والمنخفضة التكلفة نظراً لارتفاع رسوم الناقل موبيليتيس وعمر. وعلى الرغم من فرص بيروفسكيتي قدس في التطبيقات الكهروضوئية والصمام على نطاق واسع، أعاق الافتقار إلى فهم أساسي وشامل على مسارات النمو تكيفها ضمن استراتيجيات نانومانوفاكتورينج المستمر. النهج التقليدي القائم على قارورة الفرز بشكل عام مكلفة وذات العمالة الكثيفة، وغير دقيقة لوصف فعالية المعلمة واسعة الفضاء وتوليف مجموعة متنوعة ذات صلة بردود فعل QD الغروية. في هذا العمل، هو تطوير منصة موائع جزيئية مستقلة تماما لمنهجية دراسة الفضاء المعلمة الكبيرة المرتبطة بتوليف الغروية نانوكريستالس في شكل تدفق مستمر. من خلال تطبيق رواية ترجمة خلية تدفق ثلاثة-الميناء ووحدات تمديد وحدات المفاعل، النظام قد سرعة جمع الأسفار وأطياف الامتصاص عبر مفاعل أطوال تتراوح بين 3-196 سم. طول المفاعل للتعديل ليس فقط decouples فترة الإقامة من نقل أسلحة تعتمد على السرعة، فإنه يحسن أيضا بشكل كبير بمعدلات أخذ العينات واستهلاك المواد الكيميائية نتيجة لتوصيف 40 الأطياف فريدة من نوعها داخل واحدة نظام متوازن. معدلات العينة قد تصل إلى تصل إلى 30,000 الأطياف فريدة من نوعها لليوم الواحد، والشروط تغطية أوامر من حجم 4 في الإقامة مرات تتراوح بين 100 مللي ثانية-17 دقيقة. طلبات أخرى من هذا النظام سيحسن إلى حد كبير معدل والدقة لاكتشاف المواد وفحص الدراسات في المستقبل. بالتفصيل في هذا التقرير هي مواد النظام وبروتوكولات الجمعية مع وصف عام لبرنامج أخذ العينات الآلي ومعالجة البيانات دون اتصال.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وادي ظهور أشباه الموصلات نانوكريستالس، لا سيما النقاط الكم، أوجه التقدم الكبير في بحوث المواد الإلكترونية، والصناعات التحويلية. على سبيل المثال، يعرض الكم دوت المصابيح1 قد نفذت بالفعل في المتاحة تجارياً "قليد". في الآونة الأخيرة أثارت بيروفسكيتيس بين هذه الفئة من أشباه الموصلات، تحظى باهتمام كبير والبحوث نحو التكنولوجيات الكهروضوئية ذات الكفاءة العالية والمنخفضة التكلفة. منذ أول مظاهرة الكهروضوئية المستندة إلى بيروفسكيتي في عام 2009، زادت2 كفاءة تحويل الطاقة المختبر على نطاق من الخلايا الشمسية على أساس بيروفسكيتي بمعدل لم يسبق له مثيل بأي تكنولوجيا الكهروضوئية في التاريخ. 3 ,

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1-مفاعل الجمعية

figure-protocol-1
الشكل 1 . مثال خطوة بخطوة عملية الجمعية منصة العينة. اللوحات يبين مثالاً خطوة بخطوة لعملية الجمعية منصة نموذج التفصيل (ط) ترتيب الأولية مرحلة الترجمة وأصحاب الوظائف البصرية على تصاعد الخبز الواسع، (ثانيا) تركيب أنبوب السلائف تصاعد المرحلة تدفق الخلية على الوظائف البصرية، (ثالثا) المرفق الأنابيب موائع جزيئية إلى تقاطع الصليب مخصص الذي يخضع للشفافية للكشف عن مسارات التدفق، (رابعا) تأمين الأنابيب السلائف بينما في نفس الوقت لتحديد المو....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

عينة الأطياف: استخدام منصة موائع جزيئية ناقش، مراحل الغروية أشباه الموصلات نانوكريستالس عند درجة حرارة توليف التنو والنمو يمكن مباشرة دراسة عن طريق مراقبة الوقت-تطور أطياف الامتصاص والأسفار شكلت نانوكريستالس تحت زي خلط الظروف. الشكل 5 A يظهر مجموعة مثال الأطياف الحصول عليها داخل مسار واحد خلية تدفق ثلاثة-الميناء. حين توزيع الطول الموجي الانبعاثات وحدها توفر أفكاراً قيمة نحو التطبيقات في LED عالية الجودة الصناعة التحويلية، وتر.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أخذ العينات النظام الآلي: تجري عملية ذاتية لمنصة الفحص مع جهاز دولة محدود سيطرة مركزية. التنقل بين هذه الدول يحدث التسلسل مع العديد من القطع العودية للسماح للعملية عبر عدد متباين من شروط أخذ العينات. يمكن تقسيم عناصر النظام العام إلى 3 مراحل أساسية. أولاً، يبدأ النظام بخطوة تهيئة، الذي يضع الاتصالات من خلال كل عنصر التحكم USB، تلقائياً يعرف ملف حفظ مسارات، ويطالبك بمدخلات المستخدم الأولية. ثم يعمل البرنامج من خلال عملية أخذ العينات لكل شرط دخل رد فعل حتى جميعا وقد تم جمع البيانات المطلوبة. وأخيراً، ترجع .......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقدمت جامعة ولاية كارولينا الشمالية براءة المؤقت (#62/558,155) على منصة ناقش موائع جزيئية.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب الاعتراف بامتنان الدعم المالي المقدم من جامعة ولاية كارولينا الشمالية. ميلاد أبولهاساني وروبرت دبليو المنتجات المفضلة بيئياً الاعتراف بامتنان الدعم المالي من المنحة مبادرة فرص البحوث UNC (UNC-العائد على الاستثمار).

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
AC364410010 التولوينفيشر العلمي99.85٪ إضافية على المناخل الجزيئية
حمض الأوليكسيجما ألدريتش364525  ALDRICHالدرجة التقنية 90٪
هيدروكسيد السيزيوم (50٪ بالوزن في الماء)Sigma Aldrich232041 ALDRICH50٪ بالوزن في الماء > 99.9٪ المعادن النزرة
أكسيد الرصاص (II)Sigma Aldrich211907 SIGMA-ALDRICH99.9٪ أساس المعادن النزرة
البروميد TetraoctylammoniumSigma Aldrich294136 ALDRICH98٪
1/16 "OD ، 0.04" ID FEP الأنابيبMicroSolv48410-40
1/16 "OD, 0.02" معرف ETFE أنابيبMicroSolv48510-20
0.02" من خلال ثقب نظرة خاطفة المحملةIDEX الصحة & ScienceP-712
1 / 4-28 ETFE طويق بدون شفة ل 1/16 "IDEX Health & amp ScienceP-200N
1 / 4-28 نظرة خاطفة الجوز بدون حواف ل 1/16 "IDEX Health & amp ScienceP-230
4-way PEEK L-valveIDEX Health & مضخة حقنة العلومV-100L
هارفارد70-3007
8 مل حقنة من الفولاذ المقاومهارفارد70-2267
25 مل حقنة زجاجية هندسةالزجاج العلمي25MDF-LL-GT
اللوح البصريThorLabsMB1224
مرحلة الترجمة 300 ممThorLabsLTS300
آخر بصريThorLabsTR2-4TR2 أو TR3 أو TR4
حامل آخر بصريThorLabsPH4-6PH4 أو PH6
365 نانومتر LEDThorLabsM365LP1
LED سائقThorLabsLEDD1B
600 ميكرون سلك التصحيحOpticsQP600-1-SR
مصدرضوء الديوتيريوم والهالوجينبصريات المحيطDH-2000-BAL
مطياف مصغربصريات المحيطFLAME-S-XR1-ES
جهاز إدخال / إخراج متعدد الوظائف (DAQ)الأجهزة الوطنيةUSB-6001
برنامج الأدوات الافتراضيةمختبر الأدواتالوطنيةعرض 2015 SP1
> جهاز للصدأ جهاز Ocean

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Tan, Z. -K., Moghaddam, R. S., et al. Bright light-emitting diodes based on organometal halide perovskite. Nature Nanotechnology. 9 (9), 687-692 (2014).
  2. Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., Miyasaka, T. Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells. Journal of the American Chemical Society.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة