המחברים מודים Svilen Bobev על עזרתו עם ספקטרה XRD ו ק Booksh לסיוע עם הציוד coater גמגום.

1. סינתזה של עץ דמוי ZnO / CdSSe ננו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציפוי מקדים וזהב של מצעי ספיר הערה: סרט הזהב פועל כזרז לצמיחה של nanowires ZnO. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגלשות ספיר נקיות (א-מטוס, 10 × 10 × מ&quot;מ 1) באתנול 99.5% עם 5 דקות של sonication להכין את המצע עבור מקרטעת Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד 10 ננומטר (± 2 ננומטר) הסרט -thick של זהב על שקופיות ספיר עם coater גמגום ויעד זהב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סינתזה של ננו-חוטים ZnO הערה: שלב sonication 1.2.2 תוצאות ZnO ופחמן הומוגנית (ZnO / C) תערובת. לאחר ערבוב, את התערובת משתנה לצבע האפור. צעד הדחיסה 1.2.3 מבטיח שאף אוויר שוהה תערובת וכי ZnO ופחמן נמצא בקשר הדוק. לאחר CVD, סרט לבן של nanowires ZnO צריך להיות מופקד על המצע, צד פונה לכיוון הסירה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים 1 גרם של nanopowder ZnO ו Activפחמן ated (חלק המוני של 50:50) ב 10 מ&quot;ל של 99.5% אתנול ו ומערבבים היטב עם מרית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sonicate את התערובת בתוך אמבט מים בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן לייבש אותו בתנור במשך ~ 5 שעות ב 80 ºC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את התערובת ZnO / C בסירה אלומינה וקומפקטי אותו היטב עם מרית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את שקופיות ספיר מצופה זהב על גבי סירת אלומינה, עם הצד צופה הזהב פונה כלפי מטה. מניח את סירת אלומינה במרכז הצינור קוורץ בתוך תנור צינור אופקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טהר את שפופרת קוורץ עבור שעה 1 עם Ar בקצב זרימה של 40 SCCM בטמפרטורת החדר (RT). העלה את הטמפרטורה מ RT ל -900 ºC בשיעור של 80 ºC / min ולשמור קבוע קצב זרימת ארגון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזק את הטמפרטורה ב 900 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. פתח את הצינור קוורץ בשני הקצוות על ידי הסרת צריכת גז פקק גומי ולתת אוויר להזין את הצינור כדי לספק חמצן עבור התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשמור על טמפרטורת התגובה ב 900 ºC עבור 3 שעות עם ruפקקי bber סיר. להתקרר RT בשיעור של 10 ºC / min. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את הסירה ואת השקופיות מתוך הכבשן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפקדת סניפים CdSSe על nanowires ZnO הערה: הספינה אלומינה של תקליטורים / Se הוצגה במרכז צינור קוורץ. את nanowires ZnO המוכן היו פונה כלפי מעלה היו 10 סנטימטרים במורד מהסירה. לאחר CVD השני, סרט כתום / צהוב, המהווה את ננו-מבנה ZnO / CdSSe, יופקד בשקופית. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים 0.5 גרם של תקליטורים ו- CdSe (CDS / Se) גם אבקת (חלק המוני של 50:50) ומניחים את התערובת בסירה אלומינה. לדחוס את התערובת היטב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את סירת אלומינה של תקליטורים / Se ואת מדגם nanowire ZnO בעבר הכין בצינור קוורץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טהר את הצינור עם Ar בקצב זרימה של 40 SCCM ב RT עבור שעה 1. העלה את טמפרטורת תגובת 820 ºC בשיעור של 80 ºC / min. החזק את הטמפרטורה 820 ºC למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתקרר RT בבשיעור של 10 ºC / min. קח את הסירה ואת השקופיות מתוך הכבשן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סינתזה של דגימות בקרה: nanowires ZnO ו CdSSe <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסנתז nanowires ZnO כמו בסעיף 1.2 באותם תנאי הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסנתז nanowires CdSSe כאמור בסעיף 1.3, באותם תנאי הניסוי, עם אותה הכמות של תקליטורים ו- רכב CdSe, אבל עם שקופית ספיר נקיה, מצופה זהב כמו המצע במקום השקופית שהופקד ZnO. </li></ol></li></ol> 2. מורפולוגי אפיון crystallographic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר המדגם על הבמה SEM עם מלחציים ומניחים המדגם בתא ואקום של המכשיר SEM. קח תמונות SEM על מצב ברזולוציה גבוהה עם מרחק עבודה של 12.0 מ&quot;מ במתח של 3 קילו ו בהגדלה בין 3,000X ו 10,000X 11,12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח נתונים EDS עם מדגם זהה באמצעות גלאי רנטגן באותו מרחק עבודה של12.0 מ&quot;מ. כווננו את המכשיר למצב ניתוח ולהתאים את המתח עד 20 קילו, וכתוצאה מכך זרם של 20 עד 40 מיקרו-אמפר 13. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף ספקטרום XRD על diffractometer אבקת רנטגן באמצעות קרינה Cu Kα מסוננים (λ = 1.5418 א) 11,12. </li></ol> 3. PL ספקטרוסקופית פליטה ומדידות Lifetime PL זמן נפתרה הערה: ספקטרה PL ועוד היד נטויה פוטון יחיד בקורלציה זמן (TCSPC) מדידות ב RT בוצעו באמצעות מוגבר Ti: מתנד ספיר אחרי דור הרמונית השני (SHG), לייצר רכבת של 50 פולסים fsec מרוכז באורך גל 400 ננומטר עם כוח תפוקה של 1.76 mW 14. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן המדגם לתוך בעל מדגם המציב את פן המדגם עד הליזר אל הגלאי. יישר את הלייזר להתמקד המדגם. מדוד את ספקטרום הפליטה PL של דגימות מ -500 ננומטר אורכי גל 900 ננומטר באמצעות ספקטרומטר סיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש להשתמש בגלאי פוטון יחיד (Avalanche דיודה צילום או phototube) כדי למדוד גלגולים PL זמן נפתרה עם פילטר זכוכית צבע מסנן bandpass הפרעה 500 או 650 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס ZnO, CdSSe, או ZnO / CdSSe מחליק לתוך בעל המדגם. מדוד את nanowires ZnO טהור עם מסנן bandpass 500 ננומטר לבין דגימות CdSSe או ZnO / CdSSe עם מסנן bandpass 650 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש דלפק פוטון יחיד בקורלציה זמן או אוסצילוסקופ מהר למדוד את תקופות חי ריקבון קרינת הזמן נפתר. </li></ol>

<ol>
	<li>Swank, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Properties+of+II-VI.">Surface Properties of II-VI.</a> Compounds. Phys. Rev. 153 (3), 844-849 (1967).</li><li>Bagnall, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optically+pumped+lasing+of+ZnO+at+room+temperature.">Optically pumped lasing of ZnO at room temperature.</a> Appl Phys. Lett. 70 (17), 2230-2232 (1997).</li><li>Zheng, Z. K., Xie, W., Lim, Z. S., You, L., Wang, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CdS+sensitized+3D+hierarchical+TiO2/ZnO+heterostructure+for+efficient+solar+energy+conversion.">CdS sensitized 3D hierarchical TiO2/ZnO heterostructure for efficient solar energy conversion.</a> Sci. Rep. 4, (2014).</li><li>Anta, J. A., Guill&#233;n, E., Tena-Zaera, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ZnO-Based+Dye-Sensitized+Solar+Cells.">ZnO-Based Dye-Sensitized Solar Cells.</a> J. Phys. Chem. C. 116 (21), 11413-11425 (2012).</li><li>Pelligra, C. I., Majewski, P. W., Osuji, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+area+vertical+alignment+of+ZnO+nanowires+in+semiconducting+polymer+thin+films+directed+by+magnetic+fields.">Large area vertical alignment of ZnO nanowires in semiconducting polymer thin films directed by magnetic fields.</a> Nanoscale. 5 (21), 10511-10517 (2013).</li><li>Reddy, N. K., Devika, M., Shpaisman, N., Ben-Ishai, M., Patolsky, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+cathodoluminescence+properties+of+CdSe/ZnO+hierarchical+nanostructures.">Synthesis and cathodoluminescence properties of CdSe/ZnO hierarchical nanostructures.</a> J. Mater. Chem. 21 (11), 3858-3864 (2011).</li><li>Lee, Y. L., Chi, C. F., Liau, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CdS/CdSe+Co-Sensitized+TiO2+Photoelectrode+for+Efficient+Hydrogen+Generation+in+a+Photoelectrochemical+Cell.">CdS/CdSe Co-Sensitized TiO2 Photoelectrode for Efficient Hydrogen Generation in a Photoelectrochemical Cell.</a> Chem. Mater. 22 (3), 922-927 (2010).</li><li>Rinc&#243;n, M. E., S&#225;nchez, M., Ruiz-Garc&#237;a, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocorrosion+of+Coupled+CdS/CdSe+Photoelectrodes+Coated+with+ZnO:+Atomic+Force+Microscopy+and+X-Ray+Diffraction+Studies.">Photocorrosion of Coupled CdS/CdSe Photoelectrodes Coated with ZnO: Atomic Force Microscopy and X-Ray Diffraction Studies.</a> J. Electrochem. Soc. 145 (10), 3535-3544 (1998).</li><li>Leschkies, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photosensitization+of+ZnO+Nanowires+with+CdSe+Quantum+Dots+for+Photovoltaic+Devices.">Photosensitization of ZnO Nanowires with CdSe Quantum Dots for Photovoltaic Devices.</a> Nano Lett. 7 (6), 1793-1798 (2007).</li><li>Gonzalez-Valls, I., Lira-Cantu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vertically-aligned+nanostructures+of+ZnO+for+excitonic+solar+cells:+a+review.">Vertically-aligned nanostructures of ZnO for excitonic solar cells: a review.</a> Energy Environ Sci. 2 (1), 19-34 (2009).</li><li>Zhu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+vertically+aligned+ultra-long+ZnO+nanowires+on+heterogeneous+substrates+with+catalyst+at+the+root.">Synthesis of vertically aligned ultra-long ZnO nanowires on heterogeneous substrates with catalyst at the root.</a> Nanotechnology. 23 (5), 055604 (2012).</li><li>Yang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Growth+of+ZnO+Nanowires+and+Their+Optical+Properties.">Controlled Growth of ZnO Nanowires and Their Optical Properties.</a> Adv. Func. Mater. 12 (5), 323-331 (2002).</li><li>Myung, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composition-Tuned+ZnO&#8722;CdSSe+Core&#8722;Shell+Nanowire+Arrays.">Composition-Tuned ZnO&#8722;CdSSe Core&#8722;Shell Nanowire Arrays.</a> ACS Nano. 4 (7), 3789-3800 (2010).</li><li>Pan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Color-Tunable+Photoluminescence+of+Alloyed+CdSxSe1-x+Nanobelts.">Color-Tunable Photoluminescence of Alloyed CdSxSe1-x Nanobelts.</a> J. Am. Chem. Soc. 127 (45), 15692-15693 (2005).</li><li>Rakshit, T., Mondal, S. P., Manna, I., Ray, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CdS-decorated+ZnO+nanorod+heterostructures+for+improved+hybrid+photovoltaic+devices.">CdS-decorated ZnO nanorod heterostructures for improved hybrid photovoltaic devices.</a> ACS Appl. Mater. Inter. 4 (11), 6085-6095 (2012).</li><li>Nan, W. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystal+Structure+Control+of+Zinc-Blende+CdSe/CdS+Core/Shell+Nanocrystals:+Synthesis+and+Structure-Dependent+Optical+Properties.">Crystal Structure Control of Zinc-Blende CdSe/CdS Core/Shell Nanocrystals: Synthesis and Structure-Dependent Optical Properties.</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (48), 19685-19693 (2012).</li><li>Li, Z., Nieto-Pescador, J., Carson, A. J., Blake, J. C., Gundlach, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+Z-scheme+charge+separation+in+novel+vertically+aligned+ZnO/CdSSe+nanotrees.">Efficient Z-scheme charge separation in novel vertically aligned ZnO/CdSSe nanotrees.</a> Nanotechnology. 27 (13), 135401 (2016).</li></ol>

נתונים ומספרים במאמר זה מצוטטים מהספרות בננוטכנולוגיה על ידי Li et al. 17.

<html> היישור האנכי של nanowires ZnO (גבעולים) מבוסס על גידול epitaxial על פני המצע. Nanowires ZnO לגדול באופן מועדף לאורך הכיוון &lt;0001&gt; תואם עם המחזוריות של א-המטוס של ספיר 12. לכן, את הסוג והאיכות של המצע חשוב מאוד. עוביים שונים של ציפוי זהב על פני המצע, מ -5 ננומטר ל -20 ננומטר, נבדקו לא ...

ZnO הוא מוליך למחצה II-VI שמציע פער להקה (BG) של 3.3 eV, ניידות אלקטרונים גבוהה, וכן 1,2 אנרגיה גדול אקסיטון מחייב. זהו חומר מוליך-למחצה בשפע עם שפע של יישומים בהווה ובעתיד במכשירים אופטיים, תאים סולריים, ואת photocatalysis. עם זאת, ZnO הוא שקוף, המגביל את תחולתו בטווח ספקטרלי הגלוי. לכן, אמצעי סופגי אור הנראה, כגון מוליכים למחצה צר פער 3, מולקולות צבע 4, ופולימרים רגישים 5, הועסקו לעתים קרובות את רגישותם של ZnO ספיגה אור הנראה. תקליטורים (BG 2.43 eV) ואת CdSe (BG 1.76 eV) הם מוליכים למחצה II-VI צרי הפער נפוצים נחקרו באופן אינטנסיבי. הפרמטרים BG ו סריג של CdSSe סגסוגת משולשת יכול להיות מותאם על ידי שינוי יחס חפרפרת של רכיבים VI 6,7. nanocomposites ZnO / CdSSe דווחו לגרום photov ביותר8,9 המרת אנרגיה oltaic. שילוב בין מסלול הובלת אלקטרונים היעיל של nanowires ZnO בציר האנכי כלפי מצע עם קליטת האור הנראה המשופרת של סניפי CdSSe הוביל העברת אלקטרונים יעילה בין הגזע וענפי 9,10. לפיכך, אנו מסונתז ננו-מבנה ZnO / CdSSe חדש דמוי עץ, שם מיושר אנכית nanowires ZnO מעוטרים סניפים CdSSe. חומר מרוכב זה יכול לשמש כאבן בניין עבור תקני המרת אנרגית סולארית רומן. פרוטוקול זה מתאר כיצד מערכי nanowire ZnO גדלים על מצע ספיר על ידי שיקוע כימי חד-שלבית (CVD) מ אבקות ZnO ו- C, בעקבות הליך זה כבר פורסם בעבר 11. בעקבות הצמיחה של ננו-חוטי ZnO, בשלב שני של CVD מועסק לגדול סניפי CdSSe על nanowires ZnO. אנו מעסיקים עקיפה אבקת רנטגן (XRD), מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), ואנרגיה נפיצה ספקטרוסקופיה רנטגן (EDS) כדי למדוד את המבנה הגבישי, מורפולוגיה, והרכב של nanotrees ZnO / CdSSe (נוירוטיפיקלים). מנגנון העברת הספק נכסים ולחייב האופטיים בין ענפי הגזע נחקר על ידי photoluminescence (PL) ספקטרוסקופיה זמן נפתר מדידות חי PL.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>ZnO</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>1314-13-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Activated Carbon</td>
			<td>Alfa</td>
			<td>231-153-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CdSe</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>1306-24-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CdS</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>1306-23-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sapphire</td>
			<td>MTI</td>
			<td>2SP</td>
			<td>a-plane, 10 &#215; 10 &#215; 1 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Furnace</td>
			<td>Lindberg Blue M</td>
			<td>SSP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning electron microscope</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>S5700</td>
			<td>assembled with an Oxford Inca X-act detector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray powder diffractometer&#160;</td>
			<td>Rigaku&#160;</td>
			<td>MiniFlex</td>
			<td>filtered Cu K&#945; radiation (&#955;=1.5418 &#197;)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplified Ti:sapphire oscillator&#160;</td>
			<td>Coherent Mantis</td>
			<td>Coherent Legend-Elite</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single photon detection module&#160;</td>
			<td>ID Quantique</td>
			<td>ID-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter coater</td>
			<td>Cressington</td>
			<td>308</td>
			<td>assembled with gold target</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber probe spectrometer</td>
			<td>Photon Control</td>
			<td>SPM-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Colored Glass Filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>FGB37-A - &#216;25 mm BG40</td>
			<td>AR Coated: 350 - 700 nm&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compressed argon gas</td>
			<td>Keen</td>
			<td>7440-37-1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of hierarchical zno/cdsse heterostructure nanotrees

הליך בתצהיר שני שלבים כימיים אדים מועסקים כאן כדי להכין-ננו הטרו ZnO / CdSSe הירארכי דמוי עץ. המבנים מורכבים סניפי CdSSe גדלו על nanowires ZnO כי מיושרים אנכיים על מצע ספיר שקוף. מורפולוגיה נמדדה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. מבנה הגבישי נקבע על ידי ניתוח עקיף אבקת רנטגן. הן ZnO גזע וענפים CdSSe יש מבנה גבישי wurtzite בעיקרה. יחס החפרפרת של S ו Se בענפי CdSSe נמדד על ידי ספקטרוסקופיה רנטגן נפיצת אנרגיה. סניפי CdSSe לגרום ספיגת אור הנראה חזקה. Photoluminescence (PL) ספקטרוסקופיה הראתה כי הגזע והענפים יוצרים heterojunction מסוג II. מדידות חי PL הראו ירידת חייו של פליטה מהעצים בהשוואת פליטה מן ZnO פרט נובע או סניפי CdSSe ומעיד העברת מטען מהירה בין CdSSe ו ZnO. הגלימהקאלי המיושר ZnO נובעת לספק מסלול העברת אלקטרונים ישיר המצע ולאפשר הפרדת תשלום יעילה לאחר photoexcitation ידי אור הנראה. השילוב של תכונות הנ&quot;ל עושה ZnO / CdSSe nanotrees מועמדים מבטיחים עבור יישומים תאים סולריים, photocatalysis, והתקנים אופטו-אלקטרוניים.

איור 1 מציג את מנגנון הצמיחה של ZnO / CdSSe נוירוטיפיקלים. ההליך כרוך אדי נוזל-מוצק קטליטי (VLS) תהליך ואחריו הצמיחה הלא קטליטי מוצק אדי (VS). בשלב VLS הראשון, ZnO ו- C להגיב באטמוספירה Ar, וכתוצאה מכך Zn מתכתי תחמוצת הפחמן. Zn מתמוסס וכפועל יוצא מזה מבשר זהב ?...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Hierarchical ZnO/CdSSe Heterostructure Nanotrees at JoVE.com

Synthesis of Hierarchical ZnO/CdSSe Heterostructure Nanotrees

כאן, אנו מכינים ולאפיין ננו ZnO / CdSSe היררכי דמוי עץ הרומן, שבו סניפים CdSSe גדלים על nanowires ZnO מיושר אנכית. Nanotrees וכתוצאה מכך הם חומר פוטנציאל המרת אנרגיית השמש והתקנים אופטו-אלקטרוניים אחרים.

סינתזה של המבנה ההיררכי ZnO / CdSSe Heterostructure Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are ...

synthesis-of-hierarchical-znocdsse-heterostructure-nanotrees

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.9K Views.  University of Delaware.  כאן, אנו מכינים ולאפיין ננו ZnO / CdSSe היררכי דמוי עץ הרומן, שבו סניפים CdSSe גדלים על nanowires ZnO מיושר אנכית. Nanotrees וכתוצאה מכך הם חומר פוטנציאל המרת אנרגיית השמש והתקנים אופטו-אלקטרוניים אחרים. 

Video: Synthesis of Hierarchical ZnO/CdSSe Heterostructure Nanotrees

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications including contrast enhancement in novel magnetomotive imaging modalities, simultaneous capture&#160;and detection of circulating tumor cells (CTCs),&#160;and multimodal molecular imaging combined with photothermal therapy of cancer cells. These applications have stimulated significant interest in development of protocols for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with optical absorbance in the near-infrared (NIR) region and a strong magnetic moment. Here, we present a novel protocol for synthesis of such hybrid nanoparticles that is based on an oil-in-water microemulsion method. The unique feature of the protocol described herein is synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles of various sizes from primary blocks which also have magneto-plasmonic characteristics. This approach yields nanoparticles with a high density of magnetic and plasmonic functionalities which are uniformly distributed throughout the nanoparticle volume. The hybrid nanoparticles can be easily functionalized by attaching antibodies through the Fc moiety leaving the Fab portion that is responsible for antigen binding available for targeting.

Here, we describe a protocol for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with a strong magnetic moment and a strong near-infrared (NIR) absorbance. The protocol also includes antibody conjugation to the nanoparticles through the Fc moiety for various biomedical applications which require molecular specific targeting.

Nanoclusters סינתזה של Immunotargeted מגנטתי plasmonic

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

מסגרות סינתזה ואפיון של פונקציונליות מתכת אורגנית

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Synthesis of Indoxyl-glycosides for Detection of Glycosidase Activities

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are rapidly oxidized, for example by atmospheric oxygen, to indigo type dyes. This reaction enables fast and easy screening in vivo without isolation or purification of enzymes, as well as rapid tests on agar plates or in solution (e.g., blue-white screening, micro-wells) and is used in biochemistry, histochemistry, bacteriology and molecular biology. Unfortunately the synthesis of such substrates proved to be difficult, due to various side reactions and the low reactivity of the indoxyl hydroxyl function. Especially for glucose type structures low yields were observed. Our novel approach employs indoxylic acid ester as key intermediates. Indoxylic acid esters with varied substitution patterns were prepared on scalable pathways. Phase transfer glycosylations with those acceptors and peracetylated glycosyl halides can be performed under common conditions in high yields. Ester cleavage and subsequent mild silver mediated glycosylation yields the peracetylated indoxyl glycosides in high yields. Finally deprotection is performed according to Zempl&#233;n.

Indoxyl glycosides are well-established and widely used tools for enzyme screening and enzyme activity monitoring. Especially for glucose type structures previous syntheses proved to be challenging and low yielding. Our novel approach employs indoxylic acid esters as precious intermediates to yield a considerable number of indoxyl glycosides in good yields.

סינתזה של Indoxyl-גליקוזידים לאיתור של פעילויות glycosidase

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the "growth solution". By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.

This paper describes a protocol for the synthesis of gold nanorods, based on the use of hydroquinone as reducing agent, plus the different mechanisms for controlling their size and aspect ratio.

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have been thought of as a type of molecular information storage. Mass spectrometry analysis has been considered the method of choice for sequencing peptoids. Peptoids can be synthesized via solid phase chemistry using a repeating two-step reaction cycle. Here we present a method to manually synthesize oligo-peptoids and to analyze the sequence of the peptoids using tandem mass spectrometry (MS/MS) techniques. The sample peptoid is a nonamer consisting of alternating N-(2-methyloxyethyl)glycine (Nme) and N-(2-phenylethyl)glycine (Npe), as well as an N-(2-aminoethyl)glycine (Nae) at the N-terminus. The sequence formula of the peptoid is Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, where Ac is the acetyl group. The synthesis takes place in a commercially available solid-phase reaction vessel. The rink amide resin is used as the solid support to yield the peptoid with an amide group at the C-terminus. The resulting peptoid product is subjected to sequence analysis using a triple-quadrupole mass spectrometer coupled to an electrospray ionization source. The MS/MS measurement produces a spectrum of fragment ions resulting from the dissociation of charged peptoid. The fragment ions are sorted out based on the values of their mass-to-charge ratio (m/z). The m/z values of the fragment ions are compared against the nominal masses of theoretically predicted fragment ions, according to the scheme of peptoid fragmentation. The analysis generates a fragmentation pattern of the charged peptoid. The fragmentation pattern is correlated to the monomer sequence of the neutral peptoid. In this regard, MS analysis reads out the sequence information of the peptoids.

A protocol is described for the manual synthesis of oligo-peptoids followed by sequence analysis by mass spectrometry.

סינתזה וניתוח ספקטרומטר מסה של Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a challenge, as it requires asymmetric growth of symmetric crystals. Here, we report a distinctive synthesis of substrate-bound Au nanowires. This template-free synthesis employs thiolated ligands and substrate adsorption to achieve the continuous asymmetric deposition of Au in solution at ambient conditions. The thiolated ligand prevented the Au deposition on the exposed surface of the seeds, so the Au deposition only occurs at the interface between the Au seeds and the substrate. The side of the newly deposited Au nanowires is immediately covered with the thiolated ligand, while the bottom facing the substrate remains ligand-free and active for the next round of Au deposition. We further demonstrate that this Au nanowire growth can be induced on various substrates, and different thiolated ligands can be used to regulate the surface chemistry of the nanowires. The diameter of the nanowires can also be controlled with mixed ligands, in which another &#34;bad&#34; ligand could turn on the lateral growth. With the understanding of the mechanism, Au nanowire-based nanostructures can be designed and synthesized.

We report a solution-based method to synthesize substrate-bound Au nanowires. By tuning the molecular ligands used during the synthesis, the Au nanowires can be grown from various substrates with different surface properties. Au nanowire-based nanostructures can also be synthesized by adjusting the reaction parameters.

סינתזה של המצע מכורך Au Nanowires באמצעות מנגנון הצמיחה הפעילה משטח

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of solid-phase synthesis, regenerating Michael (REM) linker strategies, and 1,3-dipolar cycloaddition, a library of structurally similar heterocycles, both with and without a spirocyclic center, can be constructed. The main advantages of the solid-support synthesis are as follows: first, each reaction step can be driven to completion using a large excess of reagents resulting in high yields; next, the use of commercially available starting materials and reagents keep the costs low; finally, the reaction steps are easy to purify via simple filtration. The REM linker strategy is attractive because of its recyclability and traceless nature. Once a reaction scheme is completed, the linker can be reused multiple times. In a typical solid-phase synthesis, the product contains either a part of or the whole linker, which can prove undesirable. The REM linker is &#34;traceless&#34; and the point of attachment between the product and the polymer is indistinguishable. The high diastereoselectivity of the intramolecular 1,3-dipolar cycloaddition is well documented. Limited by the insolubility of the solid support, the reaction progression can only be monitored by a change in the functional groups (if any) via infrared (IR) spectroscopy. Thus, the structural identification of intermediates cannot be characterized by conventional nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Other limitations to this method stem from the compatibilities of the polymer/linker to the desired chemical reaction scheme. Herein we report a protocol that allows for the convenient production of spirocyclic heterocycles that, with simple modifications, can be automated with high-throughput techniques.

Here we present a protocol to demonstrate an efficient method for the synthesis of spirocyclic heterocycles. The five-step process utilizes solid-phase synthesis and regenerating Michael linker strategies. Generally difficult to synthesize, we present a customizable method for the synthesis of spirocyclic molecules otherwise inaccessible to other modern approaches.

מוצק-שלב הסינתזה של Oximes Spirocyclic [4.4]

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of their interactions with cell membranes, lipid bilayers, and viruses. The hydrophilic ligands make these particles colloidally stable in aqueous solutions and the combination with hydrophobic ligands creates an amphiphilic particle that can be loaded with hydrophobic drugs, fuse with the lipid membranes, and resist nonspecific protein adsorption. Many of these properties depend on nanoparticle size and the composition of the ligand shell. It is, therefore, crucial to have a reproducible synthetic method and reliable characterization techniques that allow the determination of nanoparticle properties and the ligand shell composition. Here, a one-phase chemical reduction, followed by a thorough purification to synthesize these nanoparticles with diameters below 5 nm, is presented. The ratio between the two ligands on the surface of the nanoparticle can be tuned through their stoichiometric ratio used during synthesis. We demonstrate how various routine techniques, such as transmission electron microscopy (TEM), nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrometry, are combined to comprehensively characterize the physicochemical parameters of the nanoparticles.

Amphiphilic gold nanoparticles can be used in many biological applications. A protocol to synthesize gold nanoparticles coated by a binary mixture of ligands and a detailed characterization of these particles is presented.

סינתזה ואפיון חלקיקי זהב אמפיפילי

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...

Hierarchical and Programmable One-Pot Oligosaccharide Synthesis

This article presents a general experimental protocol for programmable one-pot oligosaccharide synthesis and demonstrates how to use Auto-CHO software for generating potential synthetic solutions. The programmable one-pot oligosaccharide synthesis approach is designed to empower fast oligosaccharide synthesis of large amounts using thioglycoside building blocks (BBLs) with the appropriate sequential order of relative reactivity values (RRVs). Auto-CHO is a cross-platform software with a graphical user interface that provides possible synthetic solutions for programmable one-pot oligosaccharide synthesis by searching a BBL library (containing about 150 validated and &#62;50,000 virtual BBLs) with accurately predicted RRVs by support vector regression. The algorithm for hierarchical one-pot synthesis has been implemented in Auto-CHO and uses fragments generated by one-pot reactions as new BBLs. In addition, Auto-CHO allows users to give feedback for virtual BBLs to keep valuable ones for further use. One-pot synthesis of stage-specific embryonic antigen 4 (SSEA-4), which is a pluripotent human embryonic stem cell marker, is demonstrated in this work.

This protocol demonstrates how to use the Auto-CHO software for hierarchical and programmable one-pot synthesis of oligosaccharides. It also describes the general procedure for RRV determination&#160;experiments and one-pot glycosylation of SSEA-4.

הירארכי וניתן לתיכנות Oligosaccharide סינתזה של סיר אחד

This article presents a general experimental protocol for programmable one-pot oligosaccharide synthesis and demonstrates how to use Auto-CHO software for ...