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纳米材料晶体光学方面的一种新型分析方法
发布:s0208_2016   时间:2017/6/28 14:40:01   阅读:442 
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现在,一种新型的分析技术有望提高纳米晶体工程领域的分析精度以及帮助人们更好的理解有关纳米晶体的反应。
 
纳米晶体由成百上千个精确排列的原子组成,这些原子控制着光的吸收和发射模式。因此,在特定的光波长下,可以通过光吸收的模式来测量晶体结构。
图片来源:Image courtesy of University of Illinois College of Engineering
 
纳米晶体材料在许多领域内已经取得了非常广泛的应用,例如生物医学成像,光发射装置以及一些消费性家用电子产品等。由于含有一些特殊的晶体类型,这类材料通常都具备一些独特的光学性质。但是,到目前为止,纳米晶体材料的研究发展仍然存在许多技术瓶颈,其中之一就在于该材料需要用到X射线技术来确定其晶体类型。

来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员最近研发出了一种基于光学原理的新型分析方法,利用该方法能够有效确定纳米晶体材料中的晶体类型。其原理主要是通过识别这些晶体吸收光线的模式进而来确定其类型。

“这种新方法摒弃了对分析速度较慢且价格较为昂贵的X射线设备的需要,此外,利用该方法不在需要用到大量高度纯化的材料”,该项目的主要负责人,生物工程学助理教授Andrew M. Smith解释道:“这些理论和实验能够为液体分散型纳米材料提供更为简单、准确的分析。我们认为这种分析技术有望提高纳米晶体工程领域的分析精度以及帮助人们更好的理解有关纳米晶体的一些反应”。

Andrew M. Smith教授课题组的一名博士后研究员Sung Jun Lim已经以论文的形式将该小组的研究成果发表在《Nature Communications》期刊上,其论文题目为Optical Determination of Crystal Phase in Semiconductor Nanocrystals(半导体纳米晶体材料中结晶相的光学测量)。作为该论文第一作者的Sung Jun Lim强调:“利用这种新型方法,分析结果比一些标准的材料表征方法更加准确清晰。在这项研究中,我们利用吸收光谱,并结合电子结构理论的第一性原理,最终确定了II-VI纳米晶体中立方晶相和六方相的光学特征。我们观察到高能量光谱特征可以使得相位快速识别,即使是在直径只有约两纳米或者只含有几百个原子的小纳米晶体中”。

据材料科学与工程学专业的助理教授(该研究论文的共同作者之一)AndréSchleife介绍,在这项研究工作中,准确的实验操作与先进的光谱理论之间的紧密结合是现代纳米材料研究方面的一个亮点展示。也只有在理论与实验的良好结合下,才能够得出这种新型的光学晶体分析技术。该技术为人们提供了一种更加强大的分析能力,通过吸收光谱法,人们可以在纳米晶体材料的合成或加工过程中实行连续测量。与采用传统的固相X射线技术相比,这是一种更加简单,快速,高通量,并且可能也是更准确的结构表征方法。
 
译者:Vince
译自:sciencedaily
 
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