Faceta-para-faceta vinculando de forma anisotrópica cádmio coloidal calcogênio nanoestruturas
Summary
Um protocolo detalhando como forma anisotrópica cádmio coloidal calcogênio nanocristais podem ser ligado covalentemente através de suas facetas de fim é apresentado aqui.
Abstract
Aqui, descrevemos um protocolo que permite para cádmio forma anisotrópica calcogênio nanocristais (NCs), tais como nanorods (NRs) e tetrápodes (TPs), ligadas covalentemente e site-specifically através de suas facetas de fim, resultando em polímeros como lineares ou ramificados correntes. O procedimento de ligação começa com um processo de permuta catiónica em que as facetas de final do calcogênio de cádmio NCs primeiro são convertidos em prateado calcogênio. Isto é seguido pela remoção seletiva de ligantes em sua superfície. Isso resulta em cádmio calcogênio NCs com final altamente reativo calcogênio prata facetas que fundem-se espontaneamente em contato uns com os outros, estabelecendo um anexo de faceta-para-faceta interpartícula. A escolha criteriosa das concentrações de precursor, através de uma extensa rede de NCs vinculados pode ser produzida. Caracterização estrutural de NCs vinculados é realizada através de baixa e alta resolução microscopia eletrônica de transmissão (TEM), bem como a espectroscopia de raio-x-energia dispersiva, que confirmam a presença de prata calcogênio domínios entre cadeias de cádmio calcogênio NCs.
Introduction
Assembleia dirigida do semicondutor coloidal NCs oferece um caminho sintético para a fabricação de nanoestruturas cujas propriedades físico-químicas ou são a soma coletiva de ou radicalmente diferente da sua individual de blocos de construção de NC1 , 2 , 3 , 4. entre as diversas abordagens para montagem de nanopartículas, o método de fixação orientada – em quais NCs são essencialmente fundidos uns com os outros – se destaca como um que permite o acoplamento eletrônico interpartícula. No entanto, acessório orientado convencional geralmente exige o delicado equilíbrio de partícula dipolo, ligante e interações solvente-baseado que são geralmente difíceis de executar e tornar aplicáveis aos diferentes sistemas de NC.
Recentemente desenvolvemos um método molhado-química de unir covalentemente cádmio forma anisotrópica calcogênio NCs introduzindo um intermediário reativo inorgânico através de um processo de nucleação local-seletivo. As partículas estão ligadas posteriormente pela fusão espontânea do reativo inorgânicos intermediário domínios5. Embora a técnica ainda é baseada em um mecanismo de fixação orientada, há muito menos necessidade de considerar interações interpartícula fracas, permitindo mais flexibilidade e controle. A ligação do cádmio forma anisotrópica calcogênio NCs é realizada pelo primeiro converter suas facetas de ponta de prateado calcogênio através de um processo de troca de cátion parcial (em solução); Isto é seguido pela remoção seletiva de ligantes passivação da superfície. Os NCs então se reúnem através da fusão das facetas calcogênio prata expostos, resultando em módulos (assemblies) de cádmio calcogênio NCs vinculados-to-end.
Neste protocolo, demonstramos que a vinculação técnica pode ser aplicada a uma variedade de cádmio forma anisotrópica calcogênio NCs (i.e., CdSe-semeado CdS NRs e NRs de CdSe CdSe-semeado ou TPs), produzindo cadeias NR tempo lineares ou altamente ramificada TP redes. Estes resultados sugerem que a técnica pode ser estendida a uma grande variedade de formas de NC e metal chalcogenides passível de troca de cátion prata.
Protocol
Representative Results
Discussion
A vinculação técnica descrita neste trabalho permite cádmio forma anisotrópica calcogênio nanopartículas podem sofrer de permuta catiónica com Ag+ a serem Unidas, faceta-para-facet, em assemblies como cadeias lineares ou redes ramificadas. Falha para formar módulos (assemblies) de nanopartículas vinculadas faceta-para-faceta bem dispersos, extensa é muitas vezes devido a duas razões: (i) o ODPA não é dispersa bem na solução contendo NR, que pode ser resolvida com sonicating a mistura para o pre…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pela JCO A * STAR Investigatorship conceder (projeto n. º 1437 00135), A * STAR ciência & engenharia Conselho setor público financiamento da investigação (projecto n. º 1421200076) e projectos conjuntos de investigação um JSPS-NUS concede (WBS R143-000-611-133).
Materials
| 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 |
Referenzen
- Figuerola, A., et al. End-to-End Assembly of Shape-Controlled Nanocrystals via a Nanowelding Approach Mediated by Gold Domains. Adv. Mat. 21, 550-554 (2009).
- Tang, Z., Kotov, N. A., Giersig, M. Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires. Science. 297, 237-240 (2002).
- Kim, D., Kim, W. D., Kang, M. S., Kim, S. -. H., Lee, D. C. Self-Organization of Nanorods into Ultra-Long Range Two-Dimensional Monolayer End-to-End Network. Nano Lett. 15, 714-720 (2015).
- Schliehe, C., et al. Ultrathin PbS Sheets by Two-Dimensional Oriented Attachment. Science. 329, 550-553 (2010).
- Chakrabortty, S., et al. Facet to facet Linking of Shape Anisotropic Inorganic Nanocrystals with Site Specific and Stoichiometric Control. Nano Lett. 16, 6431-6436 (2016).
- Leatherdale, C. A., Woo, W. K., Mikulec, F. V., Bawendi, M. G. On the Absorption Cross Section of CdSe Nanocrystal Quantum Dots. J Phys Chem B. 106, 7619-7622 (2002).
- Dabbousi, B. O., et al. (CdSe)ZnS Core-Shell Quantum Dots: Synthesis and Characterization of a Size Series of Highly Luminescent Nanocrystallites. J Phys Chem B. 101, 9463-9475 (1997).
- Carbone, L., et al. Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of Coilloidal CdSe/CdS Nanorods Prepared by Seeded Grwoth Approach. Nano Lett. 7, 2942-2950 (2007).
- Shaviv, E., et al. Absorption properties of Metal-Semiconductor Hybrid Nanoparticles. ACS Nano. 5, 4712-4719 (2011).
- Lim, J., et al. Controlled Synthesis of CdSe Tetrapods with High Morphological Uniformity by the Persistent Kinetic Growth and the Halide-Mediated Phase Transformation. Chem Mat. 25, 1443-1449 (2013).
