Summary
هنا، ونحن نستعد وتميز الهرمية النانو أكسيد الزنك / CdSSe شجرة تشبه رواية، حيث تزرع فروع CdSSe على أسلاك أكسيد الزنك الانحياز عموديا. وnanotrees الناتجة هي الإمكانات المادية لتحويل الطاقة الشمسية وغيرها من الأجهزة البصريات الالكترونية.
Abstract
ومن هنا يعملون إجراء ترسيب الأبخرة الكيميائية من خطوتين لإعداد هرمية أكسيد الزنك / CdSSe مغاير النانو مثل شجرة. وتتكون هياكل فروع CdSSe نمت على أسلاك أكسيد الزنك التي تتماشى عموديا على ركيزة الياقوت شفافة. وقد تم قياس مورفولوجية عن طريق المجهر الإلكتروني. تم تحديد التركيب البلوري من خلال تحليل مسحوق حيود الأشعة السينية. كل من أكسيد الزنك الجذعية وفروع CdSSe يكون لها هيكل الكريستال في الغالب wurtzite. وقد تم قياس نسبة الخلد من S وسي في فروع CdSSe من التشتت طاقة الأشعة السينية التحليل الطيفي. فروع CdSSe تؤدي إلى امتصاص قوي الضوء المرئي. أظهر معان ضوئي (PL) الطيفي أن الجذع والفروع تشكيل متغاير النوع الثاني. وأظهرت قياسات العمر PL انخفاض في عمر الانبعاثات من الأشجار بالمقارنة مع الانبعاثات من أكسيد الزنك الفردية ينبع أو فروع CdSSe وتشير نقل تهمة سريع بين CdSSe وأكسيد الزنك. وفيرتيمحاذاة ساتيا أكسيد الزنك ينبع توفير ممر نقل الإلكترون مباشر إلى الركيزة والسماح لفصل تهمة كفاءة بعد photoexcitation من الضوء المرئي. مزيج من الخصائص المذكورة أعلاه يجعل أكسيد الزنك / CdSSe nanotrees المرشحين واعد للتطبيقات في الخلايا الشمسية، وتحفيز ضوئي، وأجهزة البصريات الالكترونية.
Introduction
أكسيد الزنك هو أشباه الموصلات II-VI يضم فجوة (BG) من 3.3 فولت، والتنقل الإلكترون عالية، و1،2 الطاقة الأكسيتون كبير ملزم. ومن المواد شبه الموصلة وفيرة مع عدد كبير من التطبيقات الحالية والمستقبلية في الأجهزة البصرية، والخلايا الشمسية، وتحفيز ضوئي. ومع ذلك، أكسيد الزنك شفافة، مما يحد من تطبيقها في النطاق الطيفي المرئي. لذلك، ومواد امتصاص الضوء المرئي، مثل أشباه الموصلات ضيق الفجوة 3، جزيئات الصبغة 4، والبوليمرات حساس 5، وكثيرا ما استخدمت لتوعية أكسيد الزنك لامتصاص الضوء المرئي.
أقراص مدمجة (BG 2.43 فولت) وسيلينيد الكادميوم (BG 1.76 فولت) شائعة الثاني إلى السادس أشباه الموصلات ضيق الفجوة وتم التحقيق بشكل مكثف. المعلمات BG وشعرية من سبيكة الثلاثي CdSSe يمكن تعديلها من خلال تغيير نسب الخلد مكونات السادس 6،7. وقد تم الإبلاغ عن nanocomposites أكسيد الزنك / CdSSe أن يؤدي إلى photov كفاءةتحويل الطاقة oltaic 8،9.
الجمع بين الكفاءة مسار نقل الإلكترون من أسلاك أكسيد الزنك الانحياز عموديا نحو الركيزة مع تحسين امتصاص الضوء المرئي من فروع CdSSe أدى إلى كفاءة نقل الإلكترون بين الجذع والفروع 9،10. وبالتالي، فإننا توليفها تشبه شجرة أكسيد الزنك / CdSSe البنية النانوية الجديدة، حيث زينت أسلاك أكسيد الزنك الانحياز عموديا مع فروع CdSSe. هذه المواد المركبة يمكن أن تكون بمثابة لبنة في بناء أجهزة تحويل الطاقة الشمسية الجديدة.
يصف هذا البروتوكول كيف تزرع صفائف أسلاك متناهية الصغر أكسيد الزنك على ركيزة الياقوت بخطوة واحدة ترسيب الأبخرة الكيميائية (الأمراض القلبية الوعائية) من أكسيد الزنك وC المساحيق، وبعد الإجراء الذي سبق أن نشرت 11. بعد نمو الأسلاك النانوية أكسيد الزنك، ويعمل الخطوة الثانية من الأمراض القلبية الوعائية تنمو فروع CdSSe على أسلاك أكسيد الزنك. ونحن توظيف الأشعة السينية مسحوق الحيود (حيود الأشعة السينية)، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، والمشتتة للطاقة الأشعة السينية الطيفي (EDS) لقياس هياكل الكريستال والصرف، وتكوين nanotrees أكسيد الزنك / CdSSe (NTS). وقد تم التحقيق في آلية نقل الخصائص البصرية والمسؤول الناقل بين الفروع والجذع من معان ضوئي (PL) الطيفي والقياسات عمر PL وقت حل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. توليف من شجرة تشبه أكسيد الزنك / CdSSe النانو
- المعالجة والذهب الطلاء من ركائز ياقوت
ملاحظة: يعمل الفيلم الذهب كعامل مساعد في نمو أسلاك أكسيد الزنك.- الشرائح الياقوت نظيفة (أ-طائرة، 10 × 10 × 1 مم) في 99.5٪ من الإيثانول مع 5 دقائق من صوتنة لإعداد الركيزة ل Au الاخرق.
- إيداع نانومتر 10 (± 2 نانومتر) فيلم -thick من الذهب على الشرائح الياقوت مع المغطي تفل والهدف الذهب.
- توليف أسلاك أكسيد الزنك
ملاحظة: الخطوة صوتنة 1.2.2 النتائج في أكسيد الزنك متجانسة والكربون (أكسيد الزنك / C) الخليط. بعد خلط، يتغير الخليط إلى اللون الرمادي. الخطوة الضغط 1.2.3 يضمن أن لا الهواء موجودا في الخليط وأن أكسيد الزنك والكربون على اتصال وثيق. بعد الأمراض القلبية الوعائية، يجب أن تودع فيلم أبيض من أسلاك أكسيد الزنك على الركيزة، جنبا لأسفل نحو القارب.- مزيج 1 غرام من nanopowder أكسيد الزنك و[أكتيف]الكربون ATED (جزء من كتلة 50:50) في 10 مل من 99.5٪ من الإيثانول ويقلب جيدا مع ملعقة.
- يصوتن الخليط في حمام مائي عند 20 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة، ثم جففه في الفرن لمدة 5 ~ ساعة على 80 درجة مئوية.
- ضع الخليط أكسيد الزنك / C في زورق الألومينا والمدمجة جيدا مع ملعقة.
- ضع الشرائح الياقوت الذهب المطلي على رأس القارب الألومينا، مع الجانب الذهب المطلي لأسفل. وضع قارب الألومينا في وسط أنبوب الكوارتز في فرن أنبوب أفقي.
- تطهير أنبوب الكوارتز لمدة 1 ساعة مع هارون بمعدل تدفق 40 SCCM في درجة حرارة الغرفة (RT). زيادة درجة الحرارة من RT إلى 900 درجة مئوية بمعدل 80 درجة مئوية / دقيقة والحفاظ على معدل ثابت تدفق الأرجون.
- عقد على درجة حرارة 900 درجة مئوية لمدة 2 ساعة. فتح أنبوب الكوارتز على طرفي طريق إزالة مداخل الغاز سدادة مطاطية والسماح للهواء يدخل أنبوب لتوفير الأكسجين للتفاعل.
- الحفاظ على درجة حرارة التفاعل عند 900 درجة مئوية لمدة 3 ساعة مع روسدادات BBER إزالتها. يبرد إلى RT بمعدل 10 درجة مئوية / دقيقة.
- تأخذ القارب وتنزلق للخارج من الفرن.
- ترسب فروع CdSSe على أسلاك أكسيد الزنك
ملاحظة: قارب الألومينا من الأقراص المدمجة / تم عرضها سي في وسط أنبوب الكوارتز. وكان أسلاك أكسيد الزنك أعد تواجه التصاعدي وكانت 10 سم المصب من القارب. بعد هذه الأمراض القلبية الوعائية الثاني، برتقالة / فيلم الأصفر، الذي هو البنية النانوية أكسيد الزنك / CdSSe، يجب أن توضع على الشريحة.- خلط 0.5 غرام من الأقراص المدمجة وسيلينيد الكادميوم (أقراص مدمجة / سي) مسحوق جيدا (جزء من كتلة 50:50) ووضع الخليط في زورق الألومينا. ضغط الخليط جيدا.
- وضع قارب الألومينا من أقراص مدمجة / سي ومعدة مسبقا عينة أكسيد الزنك أسلاك متناهية الصغر في أنبوب الكوارتز.
- تطهير الأنبوب مع هارون بمعدل تدفق 40 SCCM في RT لمدة 1 ساعة. زيادة درجة حرارة التفاعل إلى 820 درجة مئوية بمعدل 80 درجة مئوية / دقيقة. عقد على درجة حرارة 820 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
- يبرد إلى RT فيبمعدل 10 درجة مئوية / دقيقة. تأخذ القارب وتنزلق للخارج من الفرن.
- تجميع عينات المقارنة: أكسيد الزنك وCdSSe أسلاك
- تركيب أسلاك أكسيد الزنك كما في القسم 1.2 تحت ظروف تجريبية نفسها.
- تركيب أسلاك CdSSe كما في القسم 1.3، في ظل الظروف التجريبية نفسها، مع نفس الكمية من الأقراص المدمجة وتكوين سيلينيد الكادميوم، ولكن مع ذلك، الذهب المطلي الشرائح الياقوت نظيفة والركيزة بدلا من الشريحة المودعة أكسيد الزنك.
2. المورفولوجية والبلورات توصيف
- جبل العينة على مرحلة ووزارة شؤون المرأة مع المشبك ووضع العينة في فراغ الغرفة الصك ووزارة شؤون المرأة. التقاط صور SEM على وضع عالية الدقة مع مسافة العمل من 12.0 ملم في الجهد من 3 كيلو فولت والتكبير بين 3،000X و10،000X 11،12.
- أخذ البيانات EDS مع نفس العينة باستخدام كاشف الأشعة السينية على مسافة العمل نفسها من12.0 مم. تعيين أداة لوضع تحليل وضبط الجهد إلى 20 كيلو فولت، مما أدى إلى تيار من 20 إلى 40 أمبير 13.
- جمع XRD أطياف على مسحوق ديفراكتوميتر الأشعة السينية باستخدام تصفية النحاس Kα الإشعاع (λ = 1.5418 Å) 11،12.
3. PL الانبعاث الطيفي وحلها الوقت PL قياسات مدى الحياة
أجريت أطياف PL والمترابطة الوقت فوتون واحد العد (TCSPC) القياسات في RT خارج باستخدام تضخيم تي: ملاحظة: مذبذب الياقوت بعد جيل التوافقي الثاني (مجموعات المساعدة الذاتية)، مما ينتج عنه القطار من 50 البقول fsec تركزت في طول موجي 400 نانومتر، و مع انتاج الطاقة من 1.76 ميغاواط 14.
- إصلاح العينة إلى صاحب العينة أن المواقف العينة وجه حتى الليزر وكاشف. محاذاة الليزر للتركيز على عينة. قياس أطياف الانبعاث PL من العينات من 500 نانومتر إلى موجات من 900 نانومتر باستخدام مطياف الألياف.
- استخدام جهاز كشف الفوتون واحد (افاlanche الصمام الثنائي الصورة أو صمام ضوئي) لقياس عمر PL وقت حل مع مرشح لون الزجاج و500- أو 650 نانومتر مرشح تدخل ممر الموجة.
- إدراج أكسيد الزنك، CdSSe، أو أكسيد الزنك / CdSSe ينزلق إلى صاحب العينة. قياس أسلاك أكسيد الزنك النقي مع مرشح ممر الموجة 500 نانومتر وCdSSe أو أكسيد الزنك / CdSSe العينات مع مرشح ممر الموجة 650 نانومتر.
- استخدام واحدة عداد الفوتون المرتبطة تجاراتها الوقت أو الذبذبات سريعة لقياس عمر مضان تسوس وقت حل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ويبين الشكل (1) وآلية نمو أكسيد الزنك / CdSSe NTS. وتضمن إجراء عملية تحفيز بخار السائل الصلبة (ال اس)، يليه نمو غير الحفزي بخار الصلبة (VS). في خطوة VLS الأولى، أكسيد الزنك وC تتفاعل في جو هارون، مما أدى إلى الزنك المعدني وأكسيد الكربون. يذوب الزنك في وقت لاحق في مقدمة الذهب على الركيزة الياقوت. تنمو أسلاك أكسيد الزنك من الزنك المنحل والأكسجين المتبقي. في الخطوة الثانية، والتعرض إلى نتائج الهواء في نمو الأسلاك النانوية أكسيد الزنك طويلة عن طريق ال اس-VS على رأس بذور أكسيد الزنك قصيرة. وقد تمت مناقشة آلية VLS-VS بالتفصيل سابقا 11،12. في الخطوة الأخيرة، وفروع CdSSe تنمو مباشرة، دون حافز، على أسلاك متناهية الصغر أكسيد الزنك.
وتظهر الصور SEM من أسلاك أكسيد الزنك تم الحصول عليها بعد الخطوة الأولى (بروتوكول 1.2) في الشكل رقم 2 (أ). الصور SEM من nanostruct تشبه شجرةوترد ures تم الحصول عليها بعد الخطوة الثانية (بروتوكول 1.3) في الشكل رقم 2 (ب) و (ج). نحن العاملين EDS لتحديد تكوين NTS. الفروع الواردة S و SE، مع نسبة مئوية الخلد حوالي 0.53: 0.47. تم إجراء مسح عنصر EDS في ثلاثة مواقع مختلفة على NT، هو مبين في الشكل 2 (ج). أرقام 2 (د) و (ه) و (و) تظهر تكوين الساق، فرع، وكأب، وعلى التوالي . ويرد مخطط مسح خط عنصر على طول الخط في الشكل 2 (ز) في الشكل رقم 2 (ح). يظهر الفحص العنصر الذي الغطاء والساق يمكن تمييزها بوضوح في الفحص تبين المساهمات الوحيدة من الزنك ويا في منطقة الجذع. تم قياس هياكل الكريستال من NTS عبر حيود الأشعة السينية. ما قورنت إلى هياكل الكريستال من الذهب الخالص أكسيد الزنك وCdSSe أسلاك، كما هو موضح في الشكل (3). البحتة أكسيد الزنك وCdSSe أسلاك شآه هيكل wurtzite سداسية المتوقع، مع وجود قمم المميزة في (100)، (002)، (101)، و (102) 13،15. ذروة قوية جدا وضيقة على (002) لأكسيد الزنك يمكن تفسير نمو الاتجاه واحد من أسلاك أكسيد الزنك الانحياز عموديا. قياس حيود الأشعة السينية من NTS يظهر مزيج من أكسيد الزنك وCdSSe الهياكل wurtzite. وفقا للقانون اللاعب Vegard، فإن نسبة الخلد من S: تم تحديد سي من البيانات حيود الأشعة السينية لتكون 0.54: 0.46، والتي تتطابق مع نتيجة EDS. أظهرت CdSSe في اليلة ذروة إضافية الذي تم تعيينه مع (111) طائرة من المرحلة zincblende وقد تمت مناقشته في وقت لاحق.
وتظهر PL الأطياف والقياسات PL وقت حل توظيف TCSPC في الشكل 4 (أ) و (ب)، على التوالي. في الشكل 4 (أ)، وانبعاثات مضان من أكسيد الزنك، CdSSe، وأكسيد الزنك / CdSSe لها ماكسيما في 514 نانومتر و 646 نانومتر، و 627 نانومتر، على التوالي. كان هناك مرشح ممر الموجة 500 نانومتر اختارت لقياس مدى الحياة أكسيد الزنك PL، في حين تم استخدام فلتر 650 نانومتر لقياس الانبعاثات من CdSSe وأكسيد الزنك / CdSSe NTS. تم تركيب القياسات PL وقت حل باستخدام وظائف أحادية أو ثنائية الأسية. في الشكل 2 (ب)، عمر PL من أكسيد الزنك / CdSSe NTS (0.11 NSEC) هو أقصر من عمر أي من أكسيد الزنك (3.67 NSEC) أو CdSSe (1.06 NSEC) في الإثارة 400 نانومتر. ويمكن تفسير ذلك من خلال نقل الإلكترون سريع من الفرقة التوصيل (CB) من CdSSe إلى CB من أكسيد الزنك. في أسلاك معزولة، الإلكترونات المثارة تمتزج إشعاعيا على نطاق الوقت نانو ثانية. إذا كانت فروع CdSSe على اتصال مع الجذعية أكسيد الزنك، يمكن أن الإلكترونات المثارة نقل غير إشعاعيا من CdSSe لأكسيد الزنك، مع مقياس الوقت الذي يعتمد على واجهة والتي يمكن أن تكون أسرع بكثير من عمر الإشعاعي. لذلك، يتم تقليل عمر PL من أكسيد الزنك / CdSSe اليلة من نقل الإلكترون عبر واجهة.
"SRC =" / ملفات / ftp_upload / 54675 / 54675fig1.jpg "/>
. ويبين الشكل 1. تركيب تخطيطي من أكسيد الزنك / CdSSe اليلة مجموعة المتابعة داخل الفرن على اليسار. وتظهر الصور التالية الخطوات الثلاث من إعداد NT تشمل: عملية VLS في عار، في عملية ال اس-VS في الهواء، وترسب من فروع CdSSe. مستنسخة من المرجع. 17. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2. الصور ووزارة شؤون المرأة وEDS الأطياف. أ) صورة SEM من أسلاك أكسيد الزنك أعدت عن طريق الأمراض القلبية الوعائية. ب) و (ج)) الصور SEM من NTS أكسيد الزنك / CdSSe أعدت عن طريق الأمراض القلبية الوعائية. وترد EDS أطياف الجذعية أكسيد الزنك، وكأب CdSSe، وفرع CdSSe من أكسيد الزنك / CdSSe NTS في د ه)، و)، على التوالي؛ ح) مسح خط عنصر على طول الخط هو مبين في ز)، مستنسخة من المرجع. 17. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3. XRD أطياف أكسيد الزنك، CdSSe، أكسيد الزنك / CdSSe اليلة (100)، (002)، (101)، و (102) قمم، سمة من بنية wurtzite أكسيد الزنك وCdSSe للأسلاك عارية، وترد. يمكن التعرف على قمم إضافية من اليلة مع الطائرة (111) من CdSSe في بنية zincblende، كما نوقش في النص. مستنسخة من المرجع. 17. C الرجاءلعق هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4. PL الأطياف والقياسات TSCPC. PL الأطياف (أ) و القياسات TSCPC مزودة الاضمحلال واحد الأسي (ب) من أكسيد الزنك، CdSSe، وأكسيد الزنك / CdSSe اليلة متحمس مع ليزر 400 نانومتر الطول الموجي. رر تظهر أطياف مضان من أكسيد الزنك، CdSSe، وأكسيد الزنك / CdSSe في 514 نانومتر و 646 نانومتر، و 627 نانومتر، على التوالي. عمر من أكسيد الزنك، CdSSe، وأكسيد الزنك / CdSSe هي 3.67 NSEC، 1.32 NSEC، و 0.72 NSEC، على التوالي. مستنسخة من المرجع. 17. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
ويستند المحاذاة العمودية لأسلاك أكسيد الزنك (ينبع) على النمو الفوقي على الركيزة. أسلاك أكسيد الزنك تنمو بشكل تفضيلي على طول <0001> الاتجاه الذي يتماشى مع دورية من على بعد طائرة من الياقوت 12. ولذلك، فإن نوع وجودة الركيزة مهمة جدا. سمك مختلفة من طلاء الذهب على الركيزة، من 5 نانومتر إلى 20 نانومتر، وقد تم اختبار ولم تظهر أي اختلاف كبير في نمو الأسلاك النانوية أكسيد الزنك. طول أسلاك أكسيد الزنك يمكن تعديلها عن طريق تغيير كمية من خليط أكسيد الزنك / C التي يتم استخدامها، ومعدل التدفق هارون، ووقت التعرض للهواء. لتوليف أسلاك أكسيد الزنك مع طول ثابت، لذا ينصح باستخدام خليط الأوكسجين / الأرجون مع نسبة محددة جيدا أو الهواء الاصطناعي (الأوكسجين / النيتروجين خليط) مثل الغاز الناقل. حتى الآن، كانت أطول أسلاك أكسيد الزنك التي تم زراعتها في المختبر باستخدام هذه الطريقة 30 ميكرون، وكانت أقصر 5 ميكرون.
> وخلال CdSSe ترسب، ودرجة الحرارة في موقف الركيزة هي المعلمة الرئيسية التي تسيطر على تكوين سبيكة الثلاثي. داخل أنبوب الكوارتز، ويتم التحكم في التدرج في درجة الحرارة من وسط الفرن نحو الغايات التي إعدادات الفرن، وطول الأنبوب وقطر، ومعدل تدفق الغاز الناقل. موقف الركيزة يحدد درجة حرارة النمو وبالتالي تكوين. لأن لدينا مؤشرات قوية على أن نمو فروع CdSSe على الجذع أكسيد الزنك هو الفوقي، على النحو المبين أدناه، من المهم للعثور على وظيفة في أنبوب الكوارتز مع درجة الحرارة الصحيحة لنمو 50:50 S: سي مول نسبة (حوالي 720 درجة مئوية) 14. لضبط نسبة الخلد من S و SE، قد يكون العديد من التجارب ضرورية للعثور على الإعدادات الصحيحة والموقف في الأنبوب. لون الناتجة أكسيد الزنك / CdSSe اليلة هو المؤشر الأول عن ما إذا تم تحقيق نسبة المناسبة. ينبغي أن يكون البرتقال. أما اللون الأصفر الساطعيشير إلى وجود نسبة عالية من الكبريت، بينما يدل اللون الأحمر الداكن الكثير من السيلينيوم في CdSSe. نسبة الفعلية يمكن أن يقاس EDS أو حيود الأشعة السينية.
والسبب في تشكيل فروع CdSSe بدلا من CdSSe / أكسيد الزنك بنية الأساسية قذيفة يمكن تفسير القياسات من التركيب البلوري. يظهر حيود الأشعة السينية في الكتف في 26.5 درجة أن يتم التعرف على من (111) طائرة من المرحلة zincblende من CdSSe (الشكل 3) 16. ومن المرجح بدأ نمو الفروع CdSSe عن عيوب نقطة على (1010) سطح الجذعية أكسيد الزنك سداسية. وقوع المرحلة zincblende يمكن تفسير نمو CdSSe مكعب على سطح (1010) من أكسيد الزنك التي تختلف في المعلمات شعرية من خلال أرقام صحيحة ويمكن أن تؤدي إلى نمو الفوقي. كما فروع تنمو أطول، التركيب البلوري يدمج في مرحلة سداسية أكثر استقرارا أن يفسر (101) إشارة قوية في حيود الأشعة السينية. منذ المعلمات شعرية هي determiنيد من نسبة الخلد، ونسبة الخلد يعتمد على درجة الحرارة النمو والتكيف متأنية لجميع المعلمات التي تؤثر في درجة الحرارة الحرجة.
هذا هو مظاهرة واحدة من النانو شجرة تشبه تتألف من مواد مختلفة في الفروع والجذع. ينبغي الأسلوب في العمل الرئيسي لتركيبات المواد الأخرى. ومع ذلك، هناك حاجة بعض العلاقة بين المعلمات شعرية من الجذع والفروع من أجل أن تنمو الفروع بدلا من بنية الأساسية قذيفة. وبالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون درجة الحرارة ترسب المواد فرع أدنى من المواد الجذعية لمنع تدمير الجذعية في خطوة إعداد الماضية. طريقة بديلة لتخليق جسيمات متناهية الصغر ويشمل النمو solvothermal. كان هناك عدد قليل من التقارير حول اليلة المركبة شجرة تشبه توليفها من قبل وسائل solvothermal. بالمقارنة مع الطرق solvothermal، الخالية من المذيبات الأمراض القلبية الوعائية هو أكثر صديقة للبيئة ويمكن إعداد مالمقيدين مع أعلى نقاء. ومع ذلك، فقد الأمراض القلبية الوعائية أيضا بعض القيود. وعادة ما يتم تشغيلها الأمراض القلبية الوعائية في درجات حرارة عالية لتبخير السلائف، وعينات من المعدة قد يكون التراكيب المختلفة في درجات حرارة مرتفعة.
باختصار، نحن على استعداد رواية أكسيد الزنك / CdSSe الانحياز عموديا شجرة تشبه البنية النانوية. كل من أكسيد الزنك ينبع وكانت فروع CdSSe في الغالب في هيكل wurtzite. وتشير القياسات TCSPC سريع نقل المسؤول عن فروع CdSSe إلى أكسيد الزنك ينبع. وBG الانضباطي فروع CdSSe، ينبع من أكسيد الزنك شفافة، ونقل المسؤول الفعال بين كل من يجعل أكسيد الزنك / CdSSe اليلة مادة واعدة لالضوئية، الضوئية، والتطبيقات الكهروكيميائي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
واستشهد البيانات والأرقام الواردة في هذا المقال من الأدب في تكنولوجيا النانو التي كتبها لي وآخرون. 17.
Acknowledgments
الكتاب أشكر Svilen Bobev لمساعدته مع أطياف حيود الأشعة السينية وك Booksh للحصول على المساعدة والمعدات مع وتفل المغطى.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ZnO | Sigma Aldrich | 1314-13-2 | |
| Activated Carbon | Alfa | 231-153-3 | |
| CdSe | Sigma Aldrich | 1306-24-7 | |
| CdS | Sigma Aldrich | 1306-23-6 | |
| Sapphire | MTI | 2SP | a-plane, 10 × 10 × 1 mm |
| Furnace | Lindberg Blue M | SSP | |
| Scanning electron microscope | Hitachi | S5700 | assembled with an Oxford Inca X-act detector |
| X-ray powder diffractometer | Rigaku | MiniFlex | filtered Cu Kα radiation (λ=1.5418 Å) |
| Amplified Ti:sapphire oscillator | Coherent Mantis | Coherent Legend-Elite | |
| Single photon detection module | ID Quantique | ID-100 | |
| Sputter coater | Cressington | 308 | assembled with gold target |
| Fiber probe spectrometer | Photon Control | SPM-002 | |
| Colored Glass Filter | Thorlabs | FGB37-A - Ø25 mm BG40 | AR Coated: 350 - 700 nm |
| Compressed argon gas | Keen | 7440-37-1 |
References
- Swank, R. K.
- Bagnall, D. M., et al. Optically pumped lasing of ZnO at room temperature. Appl Phys. Lett. 70 (17), 2230-2232 (1997).
- Zheng, Z. K., Xie, W., Lim, Z. S., You, L., Wang, J. L. CdS sensitized 3D hierarchical TiO2/ZnO heterostructure for efficient solar energy conversion. Sci. Rep. 4, (2014).
- Anta, J. A., Guillén, E., Tena-Zaera, R.
- Pelligra, C. I., Majewski, P. W., Osuji, C. O. Large area vertical alignment of ZnO nanowires in semiconducting polymer thin films directed by magnetic fields. Nanoscale. 5 (21), 10511-10517 (2013).
- Reddy, N. K., Devika, M., Shpaisman, N., Ben-Ishai, M., Patolsky, F. Synthesis and cathodoluminescence properties of CdSe/ZnO hierarchical nanostructures. J. Mater. Chem. 21 (11), 3858-3864 (2011).
- Lee, Y. L., Chi, C. F., Liau, S. Y. CdS/CdSe Co-Sensitized TiO2 Photoelectrode for Efficient Hydrogen Generation in a Photoelectrochemical Cell. Chem. Mater. 22 (3), 922-927 (2010).
- Rincón, M. E., Sánchez, M., Ruiz-García, J. Photocorrosion of Coupled CdS/CdSe Photoelectrodes Coated with ZnO: Atomic Force Microscopy and X-Ray Diffraction Studies. J. Electrochem. Soc. 145 (10), 3535-3544 (1998).
- Leschkies, K. S., et al. Photosensitization of ZnO Nanowires with CdSe Quantum Dots for Photovoltaic Devices. Nano Lett. 7 (6), 1793-1798 (2007).
- Gonzalez-Valls, I., Lira-Cantu, M. Vertically-aligned nanostructures of ZnO for excitonic solar cells: a review. Energy Environ Sci. 2 (1), 19-34 (2009).
- Zhu, G., et al. Synthesis of vertically aligned ultra-long ZnO nanowires on heterogeneous substrates with catalyst at the root. Nanotechnology. 23 (5), 055604 (2012).
- Yang, P., et al. Controlled Growth of ZnO Nanowires and Their Optical Properties. Adv. Func. Mater. 12 (5), 323-331 (2002).
- Myung, Y., et al. Composition-Tuned ZnO−CdSSe Core−Shell Nanowire Arrays. ACS Nano. 4 (7), 3789-3800 (2010).
- Pan, A., et al. Color-Tunable Photoluminescence of Alloyed CdSxSe1-x Nanobelts. J. Am. Chem. Soc. 127 (45), 15692-15693 (2005).
- Rakshit, T., Mondal, S. P., Manna, I., Ray, S. K. CdS-decorated ZnO nanorod heterostructures for improved hybrid photovoltaic devices. ACS Appl. Mater. Inter. 4 (11), 6085-6095 (2012).
- Nan, W. N., et al. Crystal Structure Control of Zinc-Blende CdSe/CdS Core/Shell Nanocrystals: Synthesis and Structure-Dependent Optical Properties. J. Am. Chem. Soc. 134 (48), 19685-19693 (2012).
- Li, Z., Nieto-Pescador, J., Carson, A. J., Blake, J. C., Gundlach, L. Efficient Z-scheme charge separation in novel vertically aligned ZnO/CdSSe nanotrees. Nanotechnology. 27 (13), 135401 (2016).
