992 resultados para MORPHOLOGY CONTROL


Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Large arrays and networks of carbon nanotubes, both single- and multi-walled, feature many superior properties which offer excellent opportunities for various modern applications ranging from nanoelectronics, supercapacitors, photovoltaic cells, energy storage and conversation devices, to gas- and biosensors, nanomechanical and biomedical devices etc. At present, arrays and networks of carbon nanotubes are mainly fabricated from the pre-fabricated separated nanotubes by solution-based techniques. However, the intrinsic structure of the nanotubes (mainly, the level of the structural defects) which are required for the best performance in the nanotube-based applications, are often damaged during the array/network fabrication by surfactants, chemicals, and sonication involved in the process. As a result, the performance of the functional devices may be significantly degraded. In contrast, directly synthesized nanotube arrays/networks can preclude the adverse effects of the solution-based process and largely preserve the excellent properties of the pristine nanotubes. Owing to its advantages of scale-up production and precise positioning of the grown nanotubes, catalytic and catalyst-free chemical vapor depositions (CVD), as well as plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) are the methods most promising for the direct synthesis of the nanotubes.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

A facile methodology for synthesizing Au-Cu2S hybrid nanoparticles is presented. Au-Cu2S nanoparticles have application in visible light driven photocatalytic degradation of dyes. Detailed microstructural and compositional characterization illustrated that the hybrid nanoparticles are composed of cube shaped Au-Cu solid solution and hemispherical shaped Cu2S phases. Investigation of nanoparticles extracted at different stages of the synthesis process revealed that the mechanism of formation of hybrid nanoparticles involved initial formation of isolated cube shaped pure Au nanoparticles and Cu-thiolate complex. In the subsequent stages, the Au nanoparticles get adsorbed onto the Cu-thiolate complex which is followed by the decomposition of the Cu-thiolate complex to form Au-Cu2S hybrid nanoparticles. This study also illustrates that an optimum concentration of dodecanethiol is required both for achieving size and morphological uniformity of the participating phases and for their attachment to form a hybrid nanoparticle.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

In the present work, electrospraying of an organic molecule is carried out using various solvents, obtaining fibril structures along with a range of distinct morphologies. Solvent characteristics play a major role in determining the morphology of the organic material. A thiophene derivative (7,9-di(thiophen-2-yl)-8H-cyclopentaa]acenaphthylen-8-one) (DTCPA) of donor-acceptor-donor (DAD) architecture is used to study this solvent effect. Seven solvents with decreasing vapour pressure are selected for experiments. Electrospraying is conducted at a solution concentration of 1.5 wt% and a constant applied voltage of 15 kV. Gradual transformation in morphology of the electrospun product from spiked-spheres to only spikes is observed. A mechanism describing this transformation is proposed based on electron micrograph analysis and XRD analysis. These data indicate that the morphological change is due to the synergistic effect of both vapour pressure and dielectric constant of the solvents. Through a reasonable control of the crystallite size and morphology along with the proposal of the transformation mechanism, this study elucidates electrospraying as a prospective method for designing architectures in organic electronics.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Employing the metal-organic chemical vapour deposition (MOCVD) technique, we prepare ZnO samples with different morphologies from the film to nanorods through conveniently changing the bubbled diethylzinc flux (BDF) and the carrier gas flux of oxygen (OCGF). The scanning electron microscope images indicate that small BDF and OCGF induce two-dimensional growth while the large ones avail quasi-one-dimensional growth. X-ray diffraction (XRD) and Raman scattering analyses show that all of the morphology-dependent ZnO samples are of high crystal quality with a c-axis orientation. From the precise shifts of the 2 theta. locations of ZnO (002) face in the XRD patterns and the E-2(high) locations in the Raman spectra, we deduce that the compressive stress forms in the ZnO samples and is strengthened with the increasing BDF and OCGF. Photoluminescence spectroscopy results show all the samples have a sharp ultraviolet luminescent band without any defects-related emission. Upon the experiments a possible growth mechanism is proposed.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Hierarchical heterostructures of zinc antimonate nanoislands on ZnO nanobelts were prepared by simple annealing of the polymeric precursor. Sb can promote the growth of ZnO nanobelts along the [552] direction because of the segregation of Sb dopants on the +(001) and (110) surfaces of ZnO nanobelts. Furthermore, the ordered nanoislands of toothlike ZnSb2O6 along the [001](ZnO) direction and rodlike Zn7Sb2O12 along the [110](ZnO) direction can be formed because of the match relation of the lattice and polar charges between ZnO and zinc antimonate. The incorporation of Sb in a ZnO lattice induces composition fluctuation, and the growth of zinc antimonate nanoislands on nanobelt sides induces interface fluctuation, resulting in dominance of the bound exciton transition in the room temperature near-band-edge (NBE) emission at relatively low excitation intensity. At high excitation intensity, however, Auger recombination makes photogenerated electrons release phonon and relax from the conduction band to the trap states, causing the NBE emission to gradually saturate and redshift with increasing excitation intensity. The green emission more reasonably originates from the recombination of electrons in shallow traps with doubly charged V-O** oxygen vacancies. Because a V-O** center can trap a photoactivated electron and change to a singly charged oxygen vacancy V-O* state, its emission intensity exhibits a maximum with increasing excitation intensity.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

We have studied the effect of molecular beam epitaxy growth conditions on the surface morphology of strained InAs/GaAs(331)A films. Our results reveal that InAs nanowires aligned along the [1 (1) over bar0] direction are formed under As-rich conditions, which is explained by the effect of anisotropic buffer layer surface roughing. Under In-rich conditions, however, the surface morphology of the InAs layers is characterized by a feature of island-pit pairs. In this case, cooperative nucleation of islands and pits can lower the activation barrier for domain growth. These results suggest that the surface morphology of strained InAs layers is highly controllable. (C) 2005 American Institute of Physics.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

We realized write-once-read-many-times (WORM) memory devices based on pentacene and demonstrated that the morphology control of the vacuum deposited pentacene thin film is greatly important for achieving the unique nonvolatile memory properties. The resulted memory devices show a high ON/OFF current ratio (10(4)), long retention time (over 12 h), and good storage stability (over 240 h). The reduction of the barrier height caused by a large interface dipole and the damage of the interface dipole under a critical bias voltage have been used to explain the transition processes.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Nanostructured PbS with different morphologies and particle sizes have been prepared through a polyol process. Narrow size distribution for star-shaped, octahedral, tetradecanehedral, and cubic products were achieved by slowly introducing the source materials using a peristaltic pump in the presence of poly(vinylpyrrolidone) (PVP) as additive. Systematic variation of the kinetic factors, including the additive, the reaction temperature, the duration time, the ratio of source materials, the Sulfur sources, and the Pb(Ac)(2)center dot 3H(2)O concentration, reveals that the morphology depends mainly on the supersaturation degree of the free sulfur ions released from thiourea under elevated temperature.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

beta-NaYF4 hexagonal microprisms and microrods with different aspect ratios have been prepared via a simple hydrothermal route. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and photoluminescence (PL) spectra as well as kinetic decays were used to characterize the samples. The influences of reaction temperature and the molar ratio of NaF to y(3+) on the crystal phases and shapes of final products have been studied in detail. The aspect ratios of products increase gradually with the increase of reaction temperature and NaF/Y3+ molar ratio. The growth mechanisms of crystals prepared under the different conditions are presented systematically. More importantly, the systematical investigation on the luminescence properties of beta-NaYF4:xEu(3+) (x = 0.5, 1, 2, 3, 5, and 10 mol %) with hexagonally microprismatic morphology shows the characteristic emissions of Eu3+ (D-5(J)-F-7(J'), J, J' = 0, 1, 2, 3). Under the excitation of single wavelength light of 397 nm, the luminescence colors of the corresponding products can be tuned feasibly from bluish white to yellow to red by changing the doping concentration of Eu3+.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Polymer solar cells have the potential to become a major electrical power generating tool in the 21st century. R&D endeavors are focusing on continuous roll-to-roll printing of polymeric or organic compounds from solution-like newspapers-to produce flexible and lightweight devices at low cost. It is recognized, though, that besides the functional properties of the compounds the organization of structures on the nanometer level-forced and controlled mainly by the processing conditions applied-determines the performance of state-of-the-art polymer solar cells. In such devices the photoactive layer is composed of at least two functional materials that form nanoscale interpenetrating phases with specific functionalities, a so-called bulk heterojunction. In this perspective article, our current knowledge on the main factors determining the morphology formation and evolution is introduced, and gaps of our understanding on nanoscale structure-property relations in the field of high-performance polymer solar cells are addressed. Finally, promising routes toward formation of tailored morphologies are presented.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Starting from nitrate aqueous solutions with citric acid and polyethylene glycol (PEG) as additives, Y3Al5O12:Eu (YAG:Eu) phosphors were prepared by a two-step spray pyrolysis (SP) method. The obtained YAG:Eu phosphor particles have spherical shape, submicron size and smooth surface. The effects of process conditions of the spray pyrolysis on the crystallinity, morphology and luminescence properties of phosphor particles were investigated. The emission intensity of the phosphors increased with increasing of sintering temperature and solution concentration due to the increase of the crystallinity and particles size, respectively. Adequate amount of PEG was necessary for obtaining spherical particles, and the optimum emission intensity could be obtained when the concentration of PEG was 0.10 g/ml in the precursor solution. Compared with the YAG:Eu phosphor prepared by citrate-gel (CG) method with non-spherical morphology, spherical YAG:Eu phosphor particles showed a higher emission intensity.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

The effects of the molecular weights (molecular weight of polystyrene, M-w,M-PS, varying from 2.9 to 129 k) on the surface morphologies of spin-coated and annealed polystyrene/poly (methyl methacrylate) (PS/PMMA = 50/50, w/w) blend films were investigated by atomic force microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. For the spin-coated films, when the M-w,M-PS varied from 2.9 to 129 k, three different kinds of surface morphologies (a nanophase-separated morphology, a PMMA cellular or network-like morphology whose meshes filled with PS, a sea-island like morphology) were observed and their formation mechanisms are discussed, respectively. Upon annealing, two different morphology-evolution processes were observed. It is found that a upper PS-rich phase layer is formed when M-w,M-PS < 4 k, and this behavior is mainly attributed to the low interfacial tension between PS and PMMA component. When M-w,M-PS > 4 k, the PS-rich phase forms droplets on top of the PMMA-rich phase layer which wets the SiOx substrate. These results indicate that the surface morphology of the polymer blend films can be controlled by the polymer molecular weight and annealing conditions.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

As propriedades funcionais dos materiais ferroeléctricos tais como a polarização reversível, piroelectricidade, piezoelectricidade, elevada actividade óptica não linear e comportamento dieléctrico não linear são fundamentais para a sua aplicação em sensores, microactuadores, detectores de infravermelhos, filtros de fase de microondas e memórias não-voláteis. Nos últimos anos, motivado pelas necessidades industriais de redução do tamanho dos dispositivos microelectrónicos, aumentando a eficiência volumétrica, tem sido feito um grande esforço ao nível da investigação para desenvolver estruturas ferroeléctricas à escala micro- e nano- métrica. É sabido que a redução de tamanho em materiais ferroeléctricos afecta significamente as suas propriedades. Neste sentido e considerando que foi previsto teoreticamente por cálculos ab initio que estruturas do tipo nanocilindros e nanodiscos apresentariam um novo tipo de ordem ferroeléctrica e, na expectativa de alcançar conhecimento para o desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos microelectróncos, existe um grande interesse em desenvolver métodos de fabrico de nanoestruturas ferroeléctricas unidimensionais (1D) tais como nanocilindros e nanotubos. As estratégias de fabrico de nanoestruturas 1D até agora descritas na literatura indicam claramente as dificuldades inerentes à sua preparação. Existem duas grandes vias de síntese destas nanoestruturas: i) o método “topdown” que consiste na redução de tamanho de um dado material até à obtenção duma estrutura 1D; e ii) o método “bottom-up” em que átomos, iões e moléculas são agrupados para formar um material 1D. O método “top down” envolve em geral técnicas de desgaste, como o uso do feixe de electrões, que apesar de permitirem elevada precisão no posicionamento e no controlo do tamanho, falham em termos de resolução, exigem muito tempo e causam facilmente defeitos que deterioram as propriedades físicas destes materiais. Na metodologia “bottom up” a utilização de moléculas ou estruturas “molde” tem sido a mais explorada. As estructuras 1D podem também ser preparadas sem recorrer a “moldes”. Neste caso a agregação orientada é promovida pelo recurso a aditivos que controlam o crescimento dos cristais em direcções preferenciais. Neste contexto, neste trabalho utilizaram-se duas estratégias “bottom up” de baixo custo para a preparação de nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3) com morfologia controlada: 1) síntese química (em solução e em fase vapor) com utilização de nanotubos de titanato TiNTs) como “moldes” e precursores de titânio 2) síntese química em solução com presença de aditivos. Os nanotubos de titanato de sódio foram preparados por síntese hidrotermal. Como existiam muitas dúvidas acerca da natureza estrutural e do mecanismo de formação dos NTs, a parte inicial do trabalho foi dedicada à realização de um estudo sistemático dos parâmetros intervenientes na síntese e à caracterização da sua estrutura e microestrutura. Foi demonstrado que os NTs têm a fórmula geral A2Ti2O5 (A = H+ or Na+), e não TiO2 (anátase) com defendido por vários autores na literatura, e podem ser preparados por método hidrotermal em meio fortemente alcalino usando como fonte de titânio TiO2 comercial na forma de anátase ou rútilo. A menor reactividade do rútilo exige temperaturas de síntese superiores ou tempos de reacção mais longos. A forma tubular resulta do tratamento hidrotermal e não de processos de lavagem e neutralização subsequentes. Se os NTs forem tratados após a síntese hidrotérmica em água a 200 ºC, transformam-se em nanocilindros. Uma das partes principais desta tese consistiu na investigação do papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3. O potencial funcionamento dos NTs como “moldes” para além de precursores foi testado em reacção com hidróxido de bário em síntese em solução e por reacção com um precursor orgânico de bário em fase vapor. Tendo por base os estudos cinéticos realizados, bem como as alterações estruturais e morfológicas das amostras, é possível concluir que a formação do BaTiO3 a partir de NTs de titanato de sódio, ocorre por dois mecanismos dependendo da temperatura e tempo de reacção. Assim, a baixa temperatura e curto tempo de reacção verifica-se que se formam partículas dendríticas de BaTiO3 cuja superfície é bastante irregular (“wild”) e que apresentam estrutura pseudo-cúbica. Estas partículas formam-se por reacção topotáctica na fronteira dos nanotubos de titanato de sódio. A temperaturas mais altas e/ou reacções mais longas, a reacção é controlada por um mecanismo de dissolução e precipitação com formação de dendrites de BaTiO3 tetragonais com superfície mais regular (“seaweed”). A microscopia de força piezoeléctrica mostrou que as dendrites “seaweeds“ possuem actividade piezoeléctrica superior à das dendrites “wild”, o que confirma o papel desempenhado pela estrutura e pela concentração de defeitos na rede na coerência e ordem ferroeléctrica de nanoestruturas. Os nossos resultados confirmam que os NTs de titanato não actuam facilmente como “moldes” na síntese em solução de BaTiO3 já que a velocidade de dissolução dos NTs em condições alcalinas é superior à velocidade de formação do BaTiO3. Assumindo que a velocidade de reacção dos NTs com o precursor de bário é superior em fase vapor, efectuou-se a deposição de um precursor orgânico de bário por deposição química de vapor sobre um filme de NTs de titnato de sódio depositados por deposição electroforética. Estudou-se a estabilidade dos NTs nas diferentes condições do reactor. Quando os NTs são tratados a temperaturas superiores a 700 ºC, ocorre a transformação dos NTs em nanocilindros de anatase por um mecanismo de agregação orientada. Quando se faz a deposição do precursor de bário, seguida de calcinação a 700 ºC em atmosfera oxidante de O2, verifica-se que a superficie dos NTs fica coberta com nanocristais de BaTiO3 independentemente da concentração de bário. O papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em fase vapor é assim descrito pela primeira vez. Em relação à metodologias de crescimento de partículas na ausência de “moldes” mas com aditivos fez-se um estudo sistemático utilizando 5 aditivos de natureza differente. As diferenças entre aditivos foram sistematizadas tendo em conta as diferenças estruturais e morfológicas verificadas. Está provado que os aditivos podem funcionar como modificadores de crescimento cristalino por alteração do seu padrão de crescimento ou por alteração da cinética de crescimento das faces cristalográficas do cristal. Entre os aditivos testados verificou-se que o ácido poliacrilíco adsorve em faces específicas do BaTiO3 alterando a cinética de crescimento e induzindo a agregação orientada das partículas. O polivinilpirrolidona, o docecilsulfato de sódio e hidroxipropilmetilcelulose actuam mais como inibidores de crescimento do que como modificadores do tipo de crescimento. A D-frutose aumenta a energia de activação da etapa de nucleação não ocorrendo formação de BaTiO3 para as mesmas condições dos outros aditivos. Esta tese clarifica o papel dos NTs de titanato de sódio enquanto precursores e “moldes” no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em solução e em fase vapor. É feita também a abordagem do controlo morfológico do BaTiO3 através do uso de aditivos. As estratégias de preparação de BaTiO3 propostas são de baixo custo, reprodutíveis e fáceis de efectuar. Os resultados contribuem para uma melhor compreensão da relação tamanho – morfologia – propriedade em materiais ferroeléctricos nanométricos com vista à sua potencial aplicação.