Optically tunable mesoscale CdSe morphologies via inorganic phototropic growth
Optically tunable mesoscale CdSe morphologies via inorganic phototropic growth
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通过无机向光生长实现光学可调介观 CdSe 形貌
DOI：
10.1039/d0tc02126a
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发表时间：
2020
影响因子：
6.4
通讯作者：
Lewis, Nathan S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hamann, Kathryn R.;Carim, Azhar I.;Meier, Madeline C.;Thompson, Jonathan R.;Batara, Nicolas A.;Yermolenko, Ivan S.;Atwater, Harry A.;Lewis, Nathan S.
仅使用空间适形照明的无机致光生长产生的Se-Cd薄膜在整个宏观衬底上表现出精确的光定义中尺度形态，包括高度有序、各向异性和周期性的脊状和沟槽状纳米结构。生长通过光诱导电化学方法完成，使用光学和化学各向同性溶液，无图案衬底，无结构，不连贯，低强度照明，没有化学导向剂或物理模板和掩膜。形态学由光照输入定义：纳米纹理长轴平行于光场矢量，特征尺寸和周期随波长缩放。基于光学的生长模型与实验结果非常接近，证实了薄膜的形态完全由生长过程中的光-物质相互作用决定。硒镉薄膜的溶液处理产生了具有化学计量学意义的、结晶的CdSe薄膜，同时也显示出有序的纳米结构，这表明无机光致生长可以在宏观长度尺度上影响可调的、无模板的有序CdSe纳米结构的产生。
Inorganic phototropic growth using only spatially conformal illumination generated Se–Cd films that exhibited precise light-defined mesoscale morphologies including highly ordered, anisotropic, and periodic ridge and trench nanotextures over entire macroscopic substrates. Growth was accomplished via a light-induced electrochemical method using an optically and chemically isotropic solution, an unpatterned substrate, and unstructured, incoherent, low-intensity illumination in the absence of chemical directing agents or physical templates and masks. The morphologies were defined by the illumination inputs: the nanotexture long axes aligned parallel to the optical E-field vector, and the feature sizes and periods scaled with the wavelength. Optically based modeling of the growth closely reproduced the experimental results, confirming the film morphologies were fully determined by the light–matter interactions during growth. Solution processing of the Se–Cd films resulted in stoichiometric, crystalline CdSe films that also exhibited ordered nanotextures, demonstrating that inorganic phototropic growth can effect tunable, template-free generation of ordered CdSe nanostructures over macroscopic length scales.
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