酸覆盖的纳米晶体合体:表面化学的振动记者和基于溶液的途径,以增强纳米晶体固体的合
Aaron T Fafarman1, Weon-kyu Koh, Benjamin T Diroll
1Department of Electrical and Systems Engineering, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104, United States.
Journal of the American Chemical Society
|August 19, 2011
概括
氨基酸 (NH4SCN) 通过替代纳米晶体 (NCs) 上的绝缘联体,使新的薄膜电子成为可能. 这种连接体促进了溶液处理,并增强了电子合,以提高导电性和设备性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 合性纳米晶 (NC) 合成传统上使用长,绝缘联体,阻碍电子合在NC固体.
- 基于溶液的NC沉积到功能性薄膜中需要稳定且与极性溶剂兼容的配体.
研究的目的:
- 引入氨基 thiocyanate (NH4SCN) 作为一个简短的,有效的连接体为NCs.
- 研究NH4SCN在NC薄膜中用于基于溶液的沉积和组装后的联结体交换.
- 探索硫酸盐连接体对NC固体电子特性和设备性能的影响.
主要方法:
- 使用NH4SCN作为配体,合成和描述各种半导体和金属NC.
- 基于溶液的NCs沉积到薄膜中.
- 用NH4SCN处理NC薄膜的组装后处理.
- 用光谱分析来探测NC表面的化学和电子特性.
- 对NC薄膜的电导率和霍尔效应测量.
- 使用NC薄膜制造和测试光电探测器和薄膜晶体管.
主要成果:
- NH4SCN 形成短,稳定在空气中,并且对环境无害的硫酸连接体,可在极性溶剂中静电稳定NC.
- 光谱数据显示,硫酸酸盐与金属结合,对NC表面化学敏感.
- 在CdSe,CdTe和Au NC膜中观察到增强的电子合,导致显著的巴托色变化和高导电性 (对于Au,高达2 × 10^3 Ω−1 cm−1).
- 用NH4SCN处理的PbTeNC薄膜显示电导率增加了10^13,使得Hall测量可实现2.8cm2/V·s的移动性.
- 用酸覆盖的CdSe NC薄膜在光探测器中表现出敏感的光导性 (10−5 Ω−1 cm−1),在n通道晶体管中实现了1.5 cm2/(V·s的电子流动性.
结论:
- 氨基酸是NC合成和组装后修饰的多功能连接体,可实现可处理溶液的NC固体.
- 酸连接体显著改善了NC间电子合,提高了导电性,并实现了先进的设备功能.
- 这种方法为从溶液加工的NC制造高性能电子和光电子设备开辟了新的途径.
