방법 논문

합성, 특성 및 하이브리드 금 / CD 및 금 /은 ZnS 코어 / 쉘 나노 입자의 작용 화

DOI:

10.3791/53383

⸱

2016년 3월 2일

 ,  , 
1Department of Chemistry, University of North Carolina at Charlotte, 2Nanosys Inc.

이 논문에서

요약

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CdS 또는 ZnS의 반도체 쉘로 코팅된 균일한 금 나노 입자의 합성이 수행됩니다. 반도체 코팅은 먼저 황화은 쉘을 증착하고 은 양이온을 아연 또는 카드뮴 양이온으로 교환하여 수행됩니다.

초록

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플라즈몬 나노 인해 가시 스펙트럼에 걸쳐 동조 될 수있는 그들의 쉽게 수정할 표면 높은 표면적과 큰 흡광 계수를 광 수확 애플리케이션 매력적인 재료이다. 광학 천이 플라즈몬 향상에 대한 연구로 인해 변화시키는 가능성 및 분자 염료 또는 양자점 인근 발색단의 광 흡수 또는 방출 특성을 향상 경우에 인기를 끌고있다. 전자 상태 전이에 관여 증가 흡수 및 방출 속도 선도를 교란 발색단의 여기 쌍극자와 플라즈몬 캔 부부의 전기장. 이러한 개선은 중요한 두 종의 공간 배열을, 에너지 전달기구에 의해 가까운 거리에서 무효화 될 수있다. 궁극적으로, 플라즈몬 태양 전지의 광 수확 효율의 향상, 따라서 낮은 비용의 장치를 얇게로 이어질 수 있습니다. developm하이브리드 코어 / 쉘 입자의 엔트는이 문제에 대한 해결책을 제공 할 수 있습니다. 금 나노 입자와 발색단 사이에 유전체 스페이서를 추가 여기자 플라즈몬 결합 강도를 제어함으로써 플라즈몬 이익과 손실의 균형을 제안하는 방법이다. 금의 코팅에 대한 자세한 절차는 제시 CD와의 ZnS 반도체 껍질 나노 입자. 나노 입자는 코어 금 입자 및 외부 발색단의 플라즈몬 강화에 더 정확한 조사 있도록 쉘 종 모두 사이즈 제어와 높은 균일 성을 나타낸다.

서론

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금과은 나노 입자가 포토닉스, 1 태양 전지, 2 촉매, 3 화학 / 생물 감지, 4 생체 이미징, 5, 광 역학 치료를 포함하여 응용 프로그램의 다양한 미래 기술 진보에 대한 가능성. 6 표시 여기에서 있고, 표면 전자에 진동 할 수 있습니다 가시 스펙트럼에서 입사 방사선을 집중하기 위해 이용 될 수있는 국소 표면 플라즈몬 공명 (SPR)으로 알려진 공진을 형성한다. 최근, 귀금속 나노 입자 강화 및 조정 가능한 기능으로 하이브리드 나노 입자를 생산하는 반도체 자성 나노 입자와 결합되어있다. 이러한 Ouyang 등. 9 Chen 등. (10)에 의해 수행 된 연구로 7,8 최근 문학을, 보여 주었다 하이브리드 종의 균일 성이 입자의 합성 만 제한 제어 가능성으로 인해 가능금 나노 입자의 크기 분포 및 성장의 각 단계에서의 물리적 특성과 결합 된 광학 특성의 부족으로 배합. Zamkov 등은. 쉘 형성에 비슷한 균일 성을 보여하지만, 단 하나의 쉘 두께는 완전히 나노 입자 주위에 형성되지 않는 몇 가지 껍질, 다른 코어 크기로 사용 하였다. 이들 나노 입자를 효과적으로....

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프로토콜

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금 나노 입자의 합성 (1)

  1. 글러브 박스에서 금 소금의 무게와 부피 플라스크에 물을 희석하기 전에 이전에 왕수로 세척 유리 병에 추가 할 수 있습니다. 금 스톡 용액 100 ㎖의 물에 1 mM의 금 (III) 클로라이드 트리 히드 레이트 (393.83 g / 몰)을 준비한다.
  2. 용해는 약 60 ° C로 25 ml의 물에 3.2 g의 고체 CTAC (320g / mol) 및 열을 단다. 실온으로 냉각시키고, 0.2 M 세틸 트리메틸 암모늄 클로라이드 (CTAC)을 제조 메스 플라스크에 물 50 ㎖의 혼합물로 희석.
  3. 1mM의 금 용액 20 ㎖, 60 ℃로 설정된 오일 욕에 플라스크 장소 끓는 환저 내부 CTAC 0.2 M 용액 20 mL를 섞는다. 10 분 동안 혼합 할 수 있습니다.
  4. 금 / CTAC 용액 (1 몰비 1) 고체 보란 t- 부틸 아민 (86.97 g / mol)을 30 분 동안 교반을 할 수 1.7 mg을 추가합니다.
    참고 : 해결 방법은 진한 빨간색을 설정해야합니다. 생성 된 용액을 금 입자 concentrati있다약 5 μM의에 한번에 개월 동안 저장 될 수 있거나, 반응의 다음 단계에 바로 사용 하였다.

실버 2. 코팅

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결과

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세 가지 다른 계면 활성제와 금 나노 입자의 흡수 스펙트럼 정규화는도 1에 도시되어있다. 이용 활성제 올레 일 아민, 테트라 데실 트리메틸 암모늄 클로라이드 (TTAC) 및 trimetyl 세틸 암모늄 클로라이드이다. CTAC 및 TTAC 활성제 좁은 플라즈몬 공명 흡수 피크를 나타낸다.

환원제의 양뿐만 아니라 FWHM하지만 생성 된 나노 입자 용액의 피크 위치에 영향을 미친다. 도 2의 조사는 환원제의 양을 축소 낮은 피크를 나타낸다.

흡광도 트레이스 (도 3)에 맞는 가우시안 있었다 FWHM 금 비율 환원제에 대해 그려졌다. 좁은 FWHM 시료는 금 나노 입.......

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토론

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금 나노 입자

고품질 코어 쉘 나노 입자를 보장하기 위하여, 금 나노 입자의 단 분산 샘플 먼저 주형으로 합성되어야한다. 28,29,30 우리 대신 올레 일 아민 출장의 장쇄 급 아민 출장하는 나노 입자를 생성하는 금 나노 입자 합성 개질 나노 입자. 올레 일 아민 캡핑 된 나노 입자는 단 분산의 크기 범위를 나타내는 다소 좁은 플라즈몬 공명을 보여 주지만, 입자는 tert- 부틸 아민을 사용하여 환원을 통해 합성 생산 장쇄 급 아민 캡핑 된 나노 입자의 존재 하에서 훨씬 더 좁은 공명 피크를 보여 . 크기의 변동은 쉘 물질 계산 전구체 권 부정확성을 제공 할 수있다. 상기 시작 금 템플릿 콜로이드 골드 용액의 흡수 스펙트럼의 FWHM 골드 비율 환원제의 효과에 대한 연구를 최적화하기 위해. 또한 환원제 량생성 된 나노 입자의 크기에 영향을주는 것, 가장 긴 파장의 솔루션은 큰 크기 분포를 나타내는 큰 FWHM을 나타낸다. 최단 폭을 나타내는 1 : FWH.......

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공개 사항

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저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

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1352507 -이 물질은 CHE 아래에있는 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에 의해 지원 작업에 기초한다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
MilliQ WaterMillipore Millipore정수 시스템18 MΩ 저항률이 모든 실험에서 활용됨
금(II) 염화물 삼수화물Sigma Aldrich520918나노 입자 합성을 위한 금 전구체로 사용됨
Cetyl trimethyl ammonium chloride (CTAC)TCI AmericaH0082금 나노 입자 Borane의 계면활성제로 사용됨
tert 부틸 아민: 시그마 알드리치180211금 나노 입자의 환원제로 사용
질산은시그마 알드리치204390쉘 적용을위한 은 공급원으로 사용
아스코르브 산시그마 알드리치A0278, 은 쉘 적용의 환원제로 사용
, 유황 분말아크로스199930500은 황화물 쉘 변환을위한 유황 공급원으로 사용
OleylamineSigma AldrichO7805황화은 쉘 변환을 위한 계면활성제로 사용됨
OleylamineSigma Aldrich364525은 황화물 쉘 변환을 위한 계면활성제로 사용됨
카드뮴 질산염 사수화물Sigma Aldrich642405양이온 교환을 위한 카드뮴 공급원으로 사용됨
질산 아연 육수화물Fisher ScientificZ45양이온 교환을 위한 아연 근원으로 사용하는
11-Mercaptoundecanoic 산시그마 Aldrich450561리간드 교환 도중 수용성 리간드로 사용되는
3,4-diaminobenzoic 산Sigma AldrichD12600리간드 교환 도중 수용성 리간드로 사용
UV-Vis 흡수 분광 광도계 Cary50, Bio콜로이드 용액
JEOL TEM 2100JEOL2100합성된 나노입자의 크기를 분석하는 데 사용됩니다. TEM 그리드는 리
간드 교환 후 나노 입자 표면의 화학적 합성을 모니터링하는 데 사용되는FTIR 분광 광도계Perkin ElmerSpec 100
는 , , , 는 , 은 , 는 해, 는 의 흡수 스펙트럼을 감시하기 위하여 이용해,은 tedpella에서 구입했습니다.

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Pyayt, A. L., Wiley, B., Xia, Y., Chen, A., Dalton, L. Integration of photonic and silver nanowire plasmonic waveguides. Nature nanotechology. 3, 660-665 (2008).
  2. Chuang, M. -K., Lin, S. -W., Chen, F. -C., Chu, C. -W., Hsu, C. -S. Gold nanoparticle-decor....

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