Summary
本协议详细介绍了形状-各向异性胶体镉硫纳米晶如何通过它们的端面进行共价键连接。
Abstract
在这里, 我们描述了一个协议, 允许形状-各向异性的镉硫纳米晶 (如纳米棒 (NRs) 和四 (TPs), 以共价键和现场-具体连接通过其端面, 导致聚合物样的线性或分支链.连接过程以阳离子交换过程开始, 其中镉硫的端面首先转换为银硫。其次是选择性地去除其表面的配体。这就导致了镉硫的高活性银硫端面, 自发地融合在一起, 从而建立了间 facet-to-facet 附件。通过明智地选择前体浓度, 可以产生一个广泛的联网网络。通过低分辨率透射电子显微镜 (TEM) 和能量色散 X 射线光谱学进行了结构表征, 证实了银硫域之间的链镉硫。
Introduction
胶体半导体的定向组装为纳米结构的制备提供了一条合成途径, 其物理化学性质是与各自的 NC 构造块的集合总和或根本不同1,2,3,4. 在纳米粒子组装的各种方法中, 定向 attachment-in 的方法在本质上是相互融合的, 它是一种允许间电子耦合的方式。然而, 传统的定向附着通常需要微妙的平衡粒子偶极子-, 配体-和溶剂的相互作用通常难以执行, 并使适用于不同的 NC 系统。
我们最近开发了一个湿化学方法的共价连接形状-各向异性镉硫, 通过引入一个活性无机中间体, 通过选址的核过程。微粒由反应的无机中间领域的自发融合以后连接5。尽管该技术仍然基于面向对象的连接机制, 但需要考虑弱的间交互, 从而使其具有更大的灵活性和控制能力。通过部分阳离子交换过程 (溶液中) 先将其尖端面转换为银硫, 以实现形状各向异性镉硫的连接;其次是选择性去除的配体钝化表面。然后, 通过融合暴露的银硫面, 形成了与之相连的镉硫的组装。
在本协议中, 我们证明了连接技术可以应用于各种形状的各向异性镉硫 (即CdSe 种子 CdS NRs 和 CdSe 种子 CdSe NRs 或 TPs), 产生长线性 NR 链或高分枝 TP网络.这些结果表明, 该技术可以推广到各种 NC 形状和金属硫, 适于银阳离子交换。
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Protocol
1. 预备前体库存解决方案
-
顶级股票解决方案。
- 在氮气气氛手套中, 将11.84 克硒小球称量成150毫升的圆锥烧瓶, 并在烧瓶中放置一个磁力搅拌棒。
- 将100毫升的三氮辛基 (顶部) 加到圆锥烧瓶中, 用橡胶隔膜密封烧瓶。
- 搅拌的混合物隔夜在 800 RPM。
注: 一旦硒颗粒完全溶解在顶部, 顶部的溶液 (1.5 米) 就可以用于进一步的反应。
-
顶部的股票解决方案。
- 将0.611 克的硫粉称量成20毫升的 single-necked 圆底烧瓶 (RBF), 并在烧瓶中放置一个磁力搅拌棒。
- 加入10毫升的硫粉和密封的径向基带橡胶隔膜。放置在氮气的气氛下, 搅拌 800 RPM。
- 一旦硫粉溶解, 解决方案是明确的, 使用顶部的股票解决方案在进一步的反应。
2. CdSe 量子点的合成
-
矿 CdSe 量子。
注意: 请参见5。- 将9克三氮辛基氧化物 (拓扑)、6克十六烷基胺 (HDA) 和0.25 毫升 diisooctylphosphonic 酸 (蒂帕) 混合在三颈径向基函数中。在混合物中加入磁性搅拌棒, 并通过刺穿的橡胶隔膜将温度探头插入 RBF。
- 在 RBF 上安装回流冷凝器, 并通过适配器将其连接到 Schlenk 线。在所有 glass-to-glass 接头处应用高真空润滑脂。
- 加气溶液在100° c 为 2 h 在恒定的搅动下在800转每分钟。
- 分别将乙酰丙酮镉 (Cd (民航)2)、0.570 克 hexadecanediol (HDDO) 和6毫升 1-十八 (颂歌) 混合在 single-necked 径向基函数中。在120° c 和 800 RPM 的2小时内, 在油浴中加入磁搅拌棒和加气搅拌。
- 在排气2小时后, 将三颈径向基函数的温度提高到345° c。同时, 让镉前体混合物冷却到室温, 并在 single-necked 径向基函数中加入4毫升的顶硒库存溶液。
- 一旦温度达到345° c, 就迅速将整个镉和硒前驱体溶液注入三颈径向基函数。在注入前驱体溶液后立即取出加热地幔, 并允许反应混合物在室温条件下冷却至室温。
- 将15毫升的甲苯添加到原油反应混合物中, 并将合成的量子离心为3分钟, 在 2240 x g 处除去沉淀, 并在回收的上清液中加入过量的甲醇。离心混合物在 2325 x g 为8分钟和放弃上清液。
- 将5毫升的甲苯添加到沉淀中, 以分散量子. 利用30毫升甲醇进行量子沉淀的进一步处理周期, 将悬浮液在 2240 x g 上离心3分钟, 丢弃上清, 在5毫升的甲苯中分散量子。
- 经过两个处理周期后, 将量子的最小用量 (约2-3 毫升) 分散到甲苯中 (此后称为 "量子数库存溶液") 以供进一步使用。
- 采用20µL 的溶液, 并加入3毫升的甲苯, 确定溶液中量子的浓度。测量 350 nm 的吸光度, 并使用已知的摩尔吸收率在 350 nm6上计算浓度。相应地缩放浓度, 以考虑到库存溶液的稀释。
注: 重要的是要保持积极的解决方案, 并立即删除加热地幔后, 迅速注入的前体溶液在步骤 2.1.5, 以获得高尺寸单分散的量子。
- 将9克三氮辛基氧化物 (拓扑)、6克十六烷基胺 (HDA) 和0.25 毫升 diisooctylphosphonic 酸 (蒂帕) 混合在三颈径向基函数中。在混合物中加入磁性搅拌棒, 并通过刺穿的橡胶隔膜将温度探头插入 RBF。
-
锌-闪锌矿 CdSe 量子。
注意: 请参见7。- 将0.0384 克的氧化镉 (CdO)、0.137 克肉豆蔻酸 (MA) 和5毫升的颂歌混合在三颈径向基函数中。在混合物中加入磁性搅拌棒, 并通过刺穿的橡胶隔膜将温度探头插入 RBF。在 RBF 上安装回流冷凝器, 并通过适配器将其连接到 Schlenk 线。用橡皮隔膜密封剩余的端口。在所有 glass-to-glass 接头处应用高真空润滑脂。
- 加气溶液在90° c 下恒定搅拌在 800 RPM。
- 分别, 加气0.05 毫升油酸 (OA), 0.5 毫升的油 (OM) 和2毫升的颂歌在 single-necked 径向基函数在恒定搅拌下在75° c 和 800 RPM。
- 将镉前驱体溶液的温度提高到250° c, 并保持 15 min. 观察溶液中的颜色变化, 从深褐色到无色, 表明镉酸的形成。
- 冷却反应混合物到90° c 并且增加12毫升的颂歌。再加气1小时。
- 让反应混合物冷却到室温。加入0.012 克硒粉和加气混合物20分钟。
- 在 N2下, 将反应混合物的温度提高到240° c。观察颜色变化, 从无色到黄色在150° c 然后到橙色红色在到达240° c, 意味形成 zb-CdSe 量子。
- 在240° c 下长出5分钟的量子, 然后将混合物冷却到室温。将 OM、OA 和滴的脱混合物添加到反应溶液中。在室温条件下使溶液冷却至室温。
- 通过在生长液中加入丙酮来处理合成的量子, 直到总体积约50毫升。离心结果悬浮在 2240 x g 为 3 min。随后, 丢弃上清液。
- 在沉淀中加入5毫升的甲苯, 以分散量子. 进行进一步的处理周期: 用30毫升的甲醇沉淀量子, 将悬浮液在 2240 x 克上离心3分钟, 丢弃上清, 在5毫升的甲苯中分散量子。
- 经过两个处理周期后, 将量子的最小用量 (约2-3 毫升) 分散到甲苯中 (此后称为 "量子数库存溶液") 以供进一步使用。
- 采用20µL 处理后的纳米颗粒, 加入3毫升的甲苯, 确定了 CdSe 量子在股票溶液中的浓度。测量 350 nm 的吸光度, 并使用已知的摩尔吸收率在 350 nm6上计算浓度。相应地缩放浓度, 以考虑到库存溶液的稀释。
注: 对于单分散量子的成功合成, 关键是要确保所有的硒粉加入到反应混合物中, 并且它的所有都不留在径向基函数的颈部和侧。
3. CdSe 种子 CdS NRs 的合成
注意: 请参见8。
- 混合3克拓扑, 0.90 克 CdO, 0.80 克 hexylphosphonic 酸 (HPA), 和0.29 克 octadecylphosphonic 酸 (ODPA) 在50毫升三-颈径向基函数。在混合物中加入磁性搅拌棒, 并通过刺穿的橡胶隔膜插入温度探头。
- 在 RBF 上安装回流冷凝器, 并通过适配器将其连接到 Schlenk 线。用橡皮隔膜密封剩余的端口。在所有 glass-to-glass 接头处应用高真空润滑脂。将径向基函数加热至150° c, 并将其置于真空下 1.5 h 至加气, 搅拌在 800 RPM。
- 放置1.8 毫升的顶部的股票解决方案成一个10毫升 single-necked 径向基函数和密封它与橡胶隔膜。在甲苯中加入 80 nmol 矿 CdSe 量子, 然后在70° c 真空下除去甲苯。让德加的解决方案在 800 RPM 下搅拌30分钟。
- 将含有该 Cd 前驱体的径向基函数置于氮气下, 并将温度升高到350° c。在320° c, 通过橡胶隔膜将1.8 毫升的顶部添加到 RBF。
- 在350° c 时, 将含有 w CdSe 量子的顶部溶液绘制成注射器, 并迅速注入含有该 Cd 前驱体的径向基函数。允许的解决方案搅拌在 800 RPM 额外的6分钟, 以允许增长的 NRs。随后, 在环境条件下, 除去加热地幔, 冷却溶液至室温。
- 为了处理 NRs 的溶液, 在生长液中加入2毫升的甲苯, 并将整个混合物放入50毫升离心管中。加入30毫升的甲醇。随后, 离心结果悬浮在 2240 x g 为3分钟, 然后丢弃上清液。
- 在沉淀中加入5毫升的甲苯, 以分散 NRs. 进行进一步的处理周期: 用30毫升的甲醇沉淀 NRs, 将悬浮液在 2240 x 克上离心3分钟, 丢弃上清, 在5毫升的甲苯中分散 NRs。
- 经过2-3 次加工周期, 将 NRs 分散在5毫升甲苯中 (此后称为 NR 溶液), 以供进一步使用。
- 准备样品进行 TEM 分析。5
- 将一滴 NR 溶液放在一个覆盖有连续碳膜的300网状铜网格上进行电子显微镜分析。
- 用吸附剂纸除去多余的溶液, 在室温下烘干样品。
- 进行 TEM 成像 (和分析), 以获得 nr 的尺寸, 使 nr 的平均体积和每 nr 的摩尔数可以确定。
- 采用20µL 处理后的 NRs, 并将其添加到3毫升的甲苯中, 确定了 CdSe 种子 CdS NRs 在股票溶液中的浓度。测量 350 nm 的吸光度, 用已知的摩尔吸收率计算 NRs 的浓度 (假定为由 cd 控制)9。相应地对浓度进行缩放, 以解释库存溶液的稀释。
注: 对于一个典型的合成, NRs 的产量接近 100%, 很少有副产品, 如分支结构。
- 采用20µL 处理后的 NRs, 并将其添加到3毫升的甲苯中, 确定了 CdSe 种子 CdS NRs 在股票溶液中的浓度。测量 350 nm 的吸光度, 用已知的摩尔吸收率计算 NRs 的浓度 (假定为由 cd 控制)9。相应地对浓度进行缩放, 以解释库存溶液的稀释。
4. CdSe 种子 CdSe NRs 的合成
注意: 请参见8。
- 混合1.035 克的 CdO, 0.1657 克 HPA, 0.1543 克 n-四酸 (TDPA), 和3克拓扑在三颈径向基函数。在混合物中加入磁性搅拌棒, 并通过刺穿的橡胶隔膜将温度探头插入 RBF。在 RBF 上安装回流冷凝器, 并通过适配器将其连接到 Schlenk 线。用橡皮隔膜密封剩余的端口。在所有 glass-to-glass 接头处应用高真空润滑脂。
- 加气溶液在150° c 为 1.5 h 在恒定的搅动下在800转每分钟。
- 另外, 混合2毫升的 TOPSe 库存溶液和 10 nmol 的 w CdSe 量子 (分散在甲苯) 在 single-necked 径向基函数和德加在一个油浴在 800 RPM 和90° c 的常数搅拌下, 直到所有的甲苯被删除。
- 脱气后, 将镉前体混合物的温度提高到340° c。随着温度的升高, 观察溶液中的颜色变化, 从深褐色到无色, 表明镉-烷基膦酸络合物的形成。
- 当镉的前驱温度达到340° c 时, 迅速地将1.8 毫升的顶端注入混合物中, 使温度恢复到340° c。
- 在到达340° c 时, 迅速地向三颈径向基函数注入1.8 毫升的顶端硒/CdSe 量子混合物, 温度将降到320° c。在恢复到340° c 时, 保持反应溶液在这个温度为 ~ 3 分钟在去除加热的披风之前和允许解答冷却到室温在环境条件下。
- 在反应溶液冷却到室温后, 加入2毫升的甲苯并将整个溶液转移到50毫升离心管上。上离心管与甲醇 (99%) 到50毫升和离心结果悬浮在 2240 x g 为 3 min。随后, 丢弃上清液。
- 在沉淀中加入5毫升的甲苯以分散 NRs. 进行进一步的处理周期: 沉淀 NRs 使用30毫升甲醇 (99%), 离心悬浮在 2240 x g 为3分钟, 丢弃上清, 并分散 NRs 5 毫升的甲苯。
- 经过2-3 次加工周期, 将 NRs 分散在5毫升甲苯中 (此后称为 NR 溶液), 以供进一步使用。
- 将一滴 NR 溶液放在覆盖有连续碳膜的300网状铜网格上进行电子显微镜分析。用吸附剂纸除去多余的溶液, 在室温下烘干样品。
- 进行 TEM 成像和分析, 得到 NRs 的尺寸, 从而确定 nr 的平均体积和每 nr CdSe 的摩尔数。
- 采用20µL 的溶液, 并加入3毫升的甲苯, 确定溶液中 NRs 的浓度。测量 350 nm 的吸光度, 并使用已知的摩尔吸收率在该波长6上计算浓度。相应地缩放浓度, 以考虑到库存溶液的稀释。
注: 对于一个典型的合成, NRs 的产量接近 100%, 很少有副产品, 如分支结构。
- 采用20µL 的溶液, 并加入3毫升的甲苯, 确定溶液中 NRs 的浓度。测量 350 nm 的吸光度, 并使用已知的摩尔吸收率在该波长6上计算浓度。相应地缩放浓度, 以考虑到库存溶液的稀释。
5. CdSe 种子 CdSe TPs 的合成
注意: 请参见10。
- 混合0.43 克 CdO, 3.8 毫升 OA, 2.2 毫升颂歌, 和0.3 毫升的顶部在三颈径向基函数。在混合物中加入磁性搅拌棒, 并通过刺穿的橡胶隔膜将温度探头插入 RBF。在 RBF 上安装回流冷凝器, 并通过适配器将其连接到 Schlenk 线。用橡皮隔膜密封剩余的端口。在所有 glass-to-glass 接头处应用高真空润滑脂。
- 加气溶液在90° c 为 1 h 在恒定的搅动下在800转每分钟然后增加温度到265° c。当温度达到265° c 时, 观察溶液颜色的变化, 从深褐色到无色, 表明油酸镉的形成复杂。
- 将温度降低到50° c, 加入1.7 毫升的2米 TOPSe (分别由 sonicating、37赫和 320 W 组成, 在0.316 毫升的玻璃瓶中2毫升的混合物中8克硒粉) 和0.017 克甲基溴 (CTAB)。
- 另外, 混合7毫升的颂歌, 0.025 克 CTAB, 0.5 毫升的顶部, 0.75 毫升 OA, 和 100 nmol 锌闪锌矿 CdSe 量子 (分散在甲苯) 在三颈径向基函数。在混合物中加入磁性搅拌棒, 并通过刺穿的橡胶隔膜将温度探头插入 RBF。
- 在 RBF 上安装一个冷凝器, 并通过适配器将它连接到 Schlenk 线。用橡皮隔膜密封剩余的端口。在所有 glass-to-glass 接头处应用高真空润滑脂。
- 德加在步骤5.4 中的混合物在90° c 和 800 RPM 下不断搅拌为〜45分钟, 直到所有的甲苯被删除。
- 将含有锌-闪锌矿 CdSe 量子的反应混合物的温度提高到260° c。当温度达到260° c 时, 用注射器泵将8毫升的镉前驱体溶液添加到含有锌-闪锌矿 CdSe 量子的混合物中, 其注射速率为0.25 毫升/分钟。添加完成后, 在室温条件下使溶液冷却至室温。
- 解决方案冷却到室温后, 将其转移到50毫升离心管。加入40毫升丙酮 (99%) 沉淀 TPs 和离心悬浮在 1340 x g 为10分钟。随后, 丢弃上清液。
- 将5毫升的甲苯添加到 TPs 的沉淀中, 以分散它们。进行进一步的处理周期: 沉淀 tps 使用30毫升甲醇 (99%), 离心悬浮在 2240 x g 为3分钟, 丢弃上清, 并分散 tps 在5毫升的甲苯。
- 在处理2-3 循环后, 将 TPs 分散在5毫升甲苯 (以后称为 TP 库存溶液) 中以供进一步使用。
- 将 TP 溶液放在一个覆盖有连续碳膜的300网状铜网格上, 用于电子显微镜分析。用吸附纸除去多余的溶液, 在室温下烘干样品。
- 进行 TEM 成像和分析, 以获得 TPs 的尺寸, 使 tp 的平均体积和每 tp 的 CdSe 摩尔数可以确定。
- 采用20µL 的溶液, 并加入3毫升的甲苯, 确定溶液中量子的浓度。
- 测量 350 nm 的吸光度, 并使用已知的摩尔吸收率在该波长6上计算浓度。相应地对浓度进行缩放, 以解释库存溶液的稀释。
注: 对于典型的合成, TPs 的收率为 ~ 80%, 20% 是 bipods 和三脚架。
6. 小平面活化和纳米结构的连接
-
准备胺 (多哈回合) 股票解决方案。
- 通过在5毫升的乙醇中加入0.140 克的多哈回合来准备一个股票解决方案。几种的解决方案在37赫和 320 W 为〜5分钟, 以确保多哈裁军部完全解散。
-
阳离子交换和连接。
- 在适当浓度下准备1毫升的 NC (NR 或 TP) 解决方案 (请参见表 1)。添加6毫克的 ODPA 到1毫升的 NC 溶液和几种10分钟, 在37赫和 320 W。
- 另外, 在适当的浓度 (参见表 1) 中, 在一个小瓶中混合1毫升的裁军部股票解决方案和1毫升 Ag+解决方案。加入一个磁性搅拌棒, 并积极搅拌解决方案在 800 RPM。
- 在搅拌时, 将 NC 解决方案的1毫升添加到小瓶中, 并允许响应在相应的时间内进行, 如表 1所示。
- 在反应结束时, 停止搅拌, 让溶液分离。提取和除去底水层。将5毫升甲醇添加到有机层中, 使其沉淀出来. 离心瓶3分钟在 2240 x g。
- 离心后, 丢弃上清液, 加入1毫升的甲苯, re-disperse 该产品以作进一步的表征。
注: 不同材料的阳离子交换反应发生率不同。表 1总结了合成其他材料和形貌的连接纳米结构的条件集。如前所述, 在每组反应中, NC 溶液 (1 毫升)、水性 Ag+溶液 (1 毫升) 和乙醇-多哈解决方案 (1 毫升) 和 ODPA (6 毫克) 的数量保持不变。
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Representative Results
使用 CdSe 的 cd NRs 作为模型系统, 如图 1(a)中所示, 我们演示了可以使用部分 Ag+交换过程来专门转换 NR 提示到 ag2的小平面。Ag2的小平面是由多哈回合, 它与 ODPA 反应通过酸碱反应形成一个不溶性盐5。这将导致从 Ag2的小平面中移除 "裁军部" 配体, 从而使它们在接触时相互融合, 并形成链接的 NR 链, 如图 1(b)中所示。为了确定单个 NRs 是在链内融合, 还是由范德华力简单地结合在一起, 进行了联合区域的 HRTEM 分析。如图 1(c)所示, 外延接触中有一个具有两个 NRs 的不同域。HRTEM 图像的 FFT 分析 (图 1(c)的插图) 揭示了两个不同的晶格常量的存在, 这些常数可以归因于 Ag2和 cd 的 (001) 小平面. 另外, 点能量色散 X 射线光谱 (EDX) 分析在链接区域突出地显示 ag 的存在和缺乏 Cd (图 1(d)), 这证实我们的 ag2s-倾斜的 CdSe 种子 CdS NRs 桥接通过 ag 的融合2S 域。链接过程的产量和统计性质可以通过直方图 (图 1(e)) 进行可视化, 显示在 NR 链中连接的杆数。
以前, Sabyasachi et al.报告了链接机制。5 , 将不在此工作中详细描述。观察到, 如果没有添加 ODPA, 就不会出现图 2(a)中所见的链接, 这是因为添加 ODPA 导致 Ag2提示的原生表面配体脱落。在图 2(c)中可以清楚地看到这一点, 因为该反应的直方图显示了很大比例的单个未链接的 NRs。聚的存在可能是由于 NR 合成反应遗留的残余 ODPA, 使得少量的连接发生。除了 ODPA, AgNO3的浓度也被发现非常重要, 如图 2(b)中所示, 其中只有短链是在 AgNO3的非浓度下获得的。当 Ag 的+浓度过低时, 直方图显示该分布对短链长度的权重很大。实际上,图 2(b)中显示的链的链接统计信息具有相当大比例的聚, 后跟单体, 如图 2(d)中所示。
除了 CdSe 种子的 cd NRs, 我们还表明, Ag 的+-介导的链接过程可以扩展到 CdSe 种子 CdSe NRs 和 TPs, 分别显示在图 3(a) 和 (b)中。在表 1中总结的反应条件下, 我们表明我们可以实现 CdSe 种子 CdSe NRs 和 TPs 的类似链式网络, 如图 3(c) 和 (d)所示。与 ag2S 链接的 CdSe 种子 CdS NRs, CdSe 种子 CdSe 纳米粒子通过 ag2Se 中间体相连。
图 1。链接 CdSe 种子 cd NRs 的特性(a) 低分辨率 TEM 图像显示为合成的 CdSe 种子 CdS NR。(b) 低分辨率 TEM 图像, 显示 Ag2s-链接的 CdSe 种子 CdS NRs. (c) 高分辨率 TEM (HRTEM) 图像的一个单一的关节之间的两个 NRs. 嵌入是一个快速傅立叶变换 (FFT) 的 HRTEM 图像, 显示两个不同的点阵点,归因于 cd 和 ag2. (d) 点 EDX 分析在一个连接点, 证实它的构成 Ag2S. (e) 直方图显示一个典型的连接 NR 样品中每个链的 NRs 数的分布。请单击此处查看此图的较大版本.
图 2.非反应条件的结果.(a) CdSe 种子 CdS NRs 的 TEM 图像与 Ag2的提示, 接受连接过程, 但不使用 ODPA 的情况除外。(b) 当 ag+浓度未优化时, TEM 图像显示 ag 的短链2链 CdSe 种子的 cd NRs。(c) 直方图显示, 当 ODPA 缺席时, 大多数物种都是单一 NRs。(d) 直方图显示当 Ag 的+浓度未优化时, 只存在短链。请单击此处查看此图的较大版本.
图 3.连接过程扩展到 CdSe 种子 CdSe 纳米结构.(a) 低分辨率 tem 图像显示为合成的 CdSe 种子 CdSe NRs. (b) 低分辨率 tem 图像显示为合成 CdSe 种子 CdSe TPs. (c) 在连接后显示 CdSe 籽 CdSe NRs 的低分辨率 tem 图像。(d) 低分辨率 TEM 图像, 显示在连接后的 CdSe 种子 CdSe TPs。请单击此处查看此图的较大版本.
| 纳米 | NC 溶液浓度 (mM) | Ag 的浓度+解决方案 (mM) | 搅拌时间 (小时) |
| CdSe 种子 cd NRs | 3 | 1 | 1 |
| CdSe 种子 CdSe NRs | 5 | 0。8 | 1 |
| CdSe 种子 CdSe TPs | 5 | 0。6 | 0。5 |
表1。NC 解决方案和 Ag+ 解决方案和所需搅拌时间的近似浓度的摘要。
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Discussion
这项工作中描述的连接技术允许形状各向异性的镉硫纳米粒子, 可以进行阳离子交换与 Ag+ , 以加入, facet-to-facet, 进入组件, 如线性链或分支网络。未能形成分散, 广泛的 facet-to-facet 连接的纳米粒子的组装往往是因为两个原因: (i) ODPA 在 NR 的溶液中没有很好的分散, 可以通过 sonicating 的混合物来解决。《议定书》详细规定的时间;或者 (ii) 所使用的 Ag+的浓度是非的。当 Ag 的+浓度过低时, 大多数的镉硫纳米粒子都不进行阳离子交换, 导致很少或根本没有链接 (如代表性结果中所述)。当所使用的 ag+浓度太高时, 每个粒子上的 ag2的多个域就会形成, 从而导致连接时出现严重的聚合。
我们对形状-各向异性无机纳米粒子的 facet-to-facet 连接的方法目前仅限于金属硫纳米粒子, 它可以与 Ag+或 Cu+进行阳离子交换 (不在此工作中显示) 温和反应条件.目前正在努力扩大无机材料的汇辑, 通过我们的综合战略可以直接联系。我们以前证明, facet-to-facet 连接的纳米粒子组件可以接受进一步的阳离子交换过程, 并且可以转换成其他半导体材料, 同时保留它们的链接体系结构5。这种改进的连接过程, 虽然更繁琐, 可显著扩大半导体纳米材料的多样性, 可将其汇集到小平面连接的组件中。
由于连接的半导体纳米粒子的组装 facet-to-facet, 它们是电子耦合的。这可能是有利的应用, 如解决方案处理光电子, 其中一个主要问题是低电荷运输通过绝缘配体周围的半导体纳米粒子。将需要进一步的工作来评估连接半导体纳米粒子作为光电器件的活性材料的功效。
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Disclosures
我们没有什么要透露的。
Acknowledgments
这项工作得到了 JCO a * 星 Investigatorship 赠款 (项目号 1437C00135), 一个 * 星科学 & 工程研究理事会公共部门资助 (项目 1421200076), 和一个 jsp-新加坡国立大学联合研究项目赠款 (WBS R143-000-611-133) 支持。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cadmium oxide (CdO), 99.5% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), 90 % and 99% | Sigma Aldrich | Technical and analytical grade | |
| Cadmium acetylacetonate (Cd(acac)2), 99.9% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Hexadecanediol (HDDO), 90% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| 1-octadecene (ODE), 90% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| Dodecylamine (DDA), 98% | Sigma Aldrich | Toxic | |
| Cadmium nitrate tetrahydrate ((CdNO3)2.4H2O), 98% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Myristic acid (MA), 99% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Octyl phosphonic acid (OPA), 97% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Oleylamine (Oly), 70% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), 95% | Sigma Aldrich | Toxic | |
| Selenium pellets (Se, 5 mm), 99.99% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Hexadecylamine (HDA), 90% | Alfa Aesar | Technical grade, toxic | |
| n-tetradecylphosphonic acid (TDPA), 98% | Alfa Aesar | Analytical grade | |
| Silver nitrate (AgNO3), 99.9% | Alfa Aesar | Analytical grade | |
| Oleic acid (OA), 90% | Alfa Aesar | Technical grade | |
| Tri-n-octylphosphine (TOP), 97% | Strem | Analytical grade, toxic, air sensitive | |
| n-hexylphosphonic acid (HPA), 97% | Strem | Analytical grade | |
| n-octadecylphosphonic acid (ODPA), 97% | Strem | Analytical grade | |
| Tellurium powder (Te), 99.9% | Strem | Air sensitive | |
| Tri-n-butylphosphine (TBP), 99% | Strem | Analytical grade, highly toxic, air sensitive | |
| Diisooctylphosphonic acid (DIPA), 90% | Fluka | Technical grade, toxic |
References
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