Luận án: Tổng hợp và Đặc tính Vật liệu Nano chức năng

Thuật ngữ công nghệ nano bao hàm nhiều kỹ thuật mới nổi từ công nghệ chất rắn, công nghệ sinh học, công nghệ hóa học và công nghệ thăm dò quét hội tụ ở quy mô nano. Công nghệ nano nên được gọi là “các công nghệ nano” không phải là công nghệ nano. Những kỹ thuật này bao gồm cả phương pháp “từ trên xuống” (downsizing macroscopic materials nanometer) và “từ dưới lên” (synthesis from individual molecules atoms). Giáo sư Norio Taniguchi thuộc Đại học Khoa học Tokyo đã định nghĩa thuật ngữ “công nghệ nano” trong một bài báo năm 1974.

Vật liệu nano có hình thái được kiểm soát, với một chiều ở thang nanomet. Ví dụ đơn giản nhất có đường kính từ 1 đến nm (nanoparticles 0-D nanostructures) như Au hoặc Ag nanoparticles. Nanotubes nanowires nanorods cấu thành quasi 1-D nanomaterials trong khi thin films có độ dày vài nguyên tử được coi là 2-D nanomaterials. Bên cạnh các nanostructures riêng lẻ, các tập hợp trong số chúng tạo thành các mảng và siêu mạng.

Từ quan điểm tổng hợp, sự hình thành và tăng trưởng tinh thể từ các nguyên tử riêng lẻ chưa được hiểu rõ. Ngoài ra, micelles và nuclei khó chuẩn bị và mô tả hơn so với các phân tử bulk materials. Bằng cách nghiên cứu động học tăng trưởng của một hệ thống nanocrystalline bao gồm ít nguyên tử hơn, có thể thu được những hiểu biết hữu ích về sự hình thành và tính chất của bulk.

Việc phát triển các phương pháp tổng hợp hệ thống nanomaterials một cách chính xác để tạo ra các phân tử và bulk materials là một thách thức tuyệt vời đối với hóa học. Điều này đòi hỏi một quy trình hiệu quả về chi phí và có thể tái tạo. Các phương pháp “từ trên xuống” không còn phù hợp với electronic structures do giới hạn bởi bước sóng. Do đó, phương pháp tiếp cận “từ dưới lên” là khả thi hơn.

Mục tiêu là chuẩn bị nanocrystals manganite có kích thước theo thứ tự các mixed-phase ở thang nano sẽ xảy ra. Chương này trình bày hydrothermal synthesis manganite nanocubes 1V có thể điều chỉnh việc pha tạp hóa học bằng cách thay đổi sự phong phú của các tiền chất hóa học và độ pH của dung dịch.

Vật liệu manganite này là một hệ thống oxit kim loại chuyển tiếp do sự đa dạng đáng kinh ngạc về tính chất điện tử và từ tính mà hệ thống có thể điều chỉnh bằng cách pha tạp hóa học. Hơn nữa, các giản đồ pha phức tạp được thể hiện bởi các vật liệu này được cho là bắt nguồn từ sự đồng tồn tại của các nanoscale, thể hiện các pha điện tử và từ tính.

Các kim loại chuyển tiếp có ý nghĩa trong ngành vi điện tử phần lớn là do khả năng tương thích với chế tạo thông thường và 10 tiếp xúc ohmic được cung cấp bởi NiSi CoSia. Hợp kim Fe,Co;. Si là semiconductors sắt từ đầy hứa hẹn ứng dụng trong silicon-based spintronic.

Hợp chất liên kim loại loại B20 lập phương ¢-FeSi, semiconductor có band-gap hẹp và Kondo insulator. Việc chemical-vapor-deposition synthesis và nanowires FeSi đơn tinh thể phân nhánh với đường kính từ nm 100 nm và chiều dài vài micron. Các phép đo từ tính được thực hiện trên các tập hợp nanowire cho thấy tính chất từ tính bất thường phù hợp với bulk materials.

Chương này thảo luận về tổng hợp và đặc tính của CdE nanorod heterostructures. Chiến lược tổng hợp đã khai thác hệ thống CdE kết hợp hóa học dung dịch và kỹ thuật xúc tác hỗ trợ tăng trưởng trên chất nền lấy cảm hứng từ phương pháp vapor—liquid—solid (VLS).

Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp thành công heterostructures CdSe/CdS nanorod hai đoạn và ba đoạn với quan sát alloying, một vấn đề thường gặp trong gas-phase synthesis. Các phép đo Photoluminescence và sơ bộ đã được thực hiện trên các nanorod heterostructures riêng lẻ và được thảo luận trong chương.

Nghiên cứu quan tâm đến việc nghiên cứu 11 sự tương tác giữa vận chuyển điện tích và phát xạ CdSe nanorods riêng lẻ trong cấu hình transistor ba cực. Các CdSe nanorods có đường kính nhỏ hơn nm và chiều dài 100 nm đã được tổng hợp bằng ***multip...

Các thiết bị hiển thị Coulomb blockade behavior ở điện áp thấp. Ở điện áp cao hơn, nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy sự gia tăng siêu tuyến tính của dòng điện đi kèm với phát quang điện với sự phân bố rộng. Các phép đo này cho phép khám phá sự tương tác giữa vận chuyển điện tích và phát xạ single-nanocrystal transistor và đề xuất cơ chế phát xạ.