Method Article

Модульная технология Microfluidic для систематического исследования коллоидных полупроводниковых нанокристаллов

DOI:

10.3791/57666

⸱

May 10th, 2018

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

In This Article

Summary

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

Подробно здесь являются протоколы операции и Ассамблеи Модульная microfluidic скрининг платформы для систематического описания синтезов коллоидных полупроводниковых Нанокристаллические. Благодаря полностью регулируемой системы механизмов высокоэффективных спектры коллекции может осуществляться через время реакции Весы 4 порядков в массовых передачи контролируемых выборки пространстве.

Abstract

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

Коллоидный полупроводниковых нанокристаллов, известный как квантовых точек (QDs), являются быстро растущего класса материалов в коммерческих электроники, таких как свет излучающие диоды (СИД) и фотоэлектрические (PV). Среди этой группе материалу органических/неорганических перовскитов продемонстрировали значительное улучшение и потенциал к высокой эффективности, низкой стоимости PV производство из-за их высокой обязанности перевозчика подвижности и жизни. Несмотря на возможности для перовскита QDs в крупномасштабных приложений PV и светодиодные отсутствие понимания фундаментальных и всеобъемлющих путей их роста препятствует их адаптации в рамках непрерывной nanomanufacturing стратегии. Традиционные на основе колбу скрининг подходы, как правило, дорогих, трудоемкий и неточные эффективно характеризующих широкий параметр пространства и синтез различных отношение к коллоидных QD реакций. В этой работе полностью автономные microfluidic платформа разработана систематически изучать пространство большой параметр, связанный с коллоидного синтеза нанокристаллов в виде непрерывного потока. Путем применения Роман перевод трех порт потока ячеек и модулей расширения модульного реактора система может быстро собирать флуоресценции и спектров поглощения через реактор длины в диапазоне 3-196 см. Длина регулируемый реактор не только отделяет время пребывания от массообмена зависит от скорости, также существенно улучшает дискретизации и химического потребления из-за характеристик 40 уникальных спектров в единый уравновешенной системы. Дискретизации может достигать до 30000 уникальных спектры в день, и условия охватывают 4 порядков в резиденции раз начиная 100 мс - 17 мин. Дальнейшее применение этой системы будет существенно улучшить скорость и точность материала обнаружения и проверки в будущем исследования. Подробно в настоящем докладе, являются материалы системы и протоколы Ассамблеи с общее описание автоматической выборки программного обеспечения и его автономной обработки данных.

Introduction

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

С появлением полупроводниковых нанокристаллов, особенно квантовых точек, загнал значительный прогресс в электронных материалов исследований и производства. Например Квантовая точка светодиоды1 уже были реализованы в коммерчески доступных «QLED» отображается. Совсем недавно среди этого класса полупроводников, перовскитов вызвали значительный интерес и исследований к высокой эффективности и низкой стоимости Фотоэлектрических технологий. С первой демонстрации на основе перовскита PV в 2009 году,2 лаборатории шкалы эффективности преобразования энергии на основе перовскита солнечных батарей возросло со скоростью беспрецедентн....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

1. реактор Ассамблея

figure-protocol-1
Рисунок 1 . Пошаговые иллюстрации процесса сборки платформы образца. Панели показывает Пошаговые иллюстрации процесса сборки платформы образца, детализируя (i) первоначального расположения стадии перевода и оптических Почтовые держатели на монтаж хлеб широкого, (ii) монтаж трубки прекурсоров монтажа стадии и потока ячейки на оптических должности, (iii) вложение microfluidic труб для пользовательских кросс Джанкшн, которая нахо....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Образец спектров: Используя обсуждались microfluidic платформа, стадии зарождения и роста коллоидных полупроводниковых нанокристаллов при температуре синтез можно непосредственно изучить путем наблюдения за время эволюция спектров поглощения и флуоресценции сформированные нанокристаллов под форму смешивания условий. Рисунок 5 A показывает пример набора спектров, полученных в один проход 3 портовый потока ячейки. В то время ка.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

Автоматизированная система отбора проб: Автономная операция проверки платформы осуществляется с центрального управления конечного автомата. Передвижение между этими государствами происходит последовательно с несколькими сегментами рекурсивных для проведения операции через ряд различных условий выборки. Общая система управления можно разделить на 3 основных этапов. Во-первых система начинается с инициализации шага, который устанавливает связи через каждый USB-контролируемых компонентов, автоматически опре.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Университет штата Северная Каролина подал предварительный патент (#62/558,155) на обсуждаемых microfluidic платформа.

Acknowledgements

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

Авторы с благодарностью признаем финансовую поддержку, оказываемую университета штата Северная Каролина. Милад Abolhasani и Роберт W. ЭПТ с благодарностью признаем финансовой поддержке гранта UNC исследований возможностей инициативы (КООН-ROI).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ТолуолFisher ScientificAC364410010на 99,85% больше над молекулярными ситами
Олеиновая кислотаSigma Aldrich364525  ALDRICHтехнический 90%
Цезия гидроксид (50 мас.% в воде)Sigma Aldrich232041 ALDRICH50 мас.% в воде > 99,9% микропримесей металлов
Оксид свинца (II)Sigma Aldrich211907 SIGMA-ALDRICH99,9% микрометаллов на основе
тетраоктиламмониябромид Sigma Aldrich294136 ALDRICH98%
1/16" OD, 0,04" ID FEP трубкаMicroSolv48410-40
1/16" OD, 0,02" ID ETFE трубкаMicroSolv48510-20
0,02" сквозное отверстие PEEK TeeIDEX Health & ScienceP-712
1/4-28 ETFE бесфланцевый наконечник для 1/16"IDEX Health & ScienceP-200N
1/4-28 Бесфланцевая гайка PEEK для 1/16"IDEX Health & ScienceP-230
4-ходовой клапан PEEK L-образный IDEXHealth & ScienceV-100L
Шприцевой насосHarvard Apparatus70-3007
8 мл шприц из нержавеющей сталиHarvard Apparatus70-2267
25 мл стеклянный шприцScientific Glass Engineering25MDF-LL-GT
Оптическая макетная платаThorLabsMB1224
300 мм ступень для переводаThorLabsLTS300
Оптический столбThorLabsTR2-4TR2, TR3 или TR4
Оптический держательстолба ThorLabsPH4-6PH4 или PH6
365 нм светодиодThorLabsM365LP1
светодиодный драйверThorLabsLEDD1B
600 микрон патч-кордOcean OpticsQP600-1-SR
Дейтерий-галогенный источниксветаОптика океанаDH-2000-BAL
Миниатюрный спектрометрОптика океанаFLAME-S-XR1-ES
Многофункциональное устройство ввода-вывода (DAQ)National InstrumentsUSB-6001
Программное обеспечение виртуального прибораNational InstrumentsLabVIEW 2015 SP1
>

References

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

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microfluidic PlatformColloidal NanocrystalsQuantum DotsPerovskite SynthesisFlow ReactorSpectral AnalysisResidence TimeHigh Throughput ScreeningAutomated SamplingOptical Spectra

Related Articles