Face-selective electrostatic control of hydrothermal zinc oxide nanowire synthesis.
Face-selective electrostatic control of hydrothermal zinc oxide nanowire synthesis.
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DOI：
10.1038/nmat3069
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发表时间：
2011-07-10
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影响因子：
41.2
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作者：
合理控制无机纳米结构的形态和功能特性一直是自下而上器件制造工艺发展的长期目标。我们报道了水热生长的氧化锌纳米线，的几何形状可以从片状调整到针状，覆盖超过三个数量级的纵横比（~0.1-100）。我们引入了一个经典的基于热力学的模型来解释潜在的生长抑制机制，通过在碱性条件下的非锌络合离子的竞争性和面选择性静电吸附。这些纳米线的性能与气相生长的纳米结构相媲美，并且它们的低温合成（<60 °C）有利于复杂和聚合物支撑的器件的集成和原位制造。我们通过在聚合物微流体歧管中制造全无机发光二极管来说明这种能力。我们的研究结果表明，静电相互作用在水溶液晶体生长可以系统地操纵合成纳米结构和器件，增强结构控制。
Rational control over the morphology and the functional properties of inorganic nanostructures has been a long-standing goal in the development of bottom-up device fabrication processes. We report that the geometry of hydrothermally grown zinc oxide nanowires,,,can be tuned from platelets to needles, covering more than three orders of magnitude in aspect ratio (~0.1–100). We introduce a classical thermodynamics-based model to explain the underlying growth inhibition mechanism by means of the competitive and face-selective electrostatic adsorption of non-zinc complex ions at alkaline conditions. The performance of these nanowires rivals that of vapour-phase-grown nanostructures,, and their low-temperature synthesis (<60 °C) is favourable to the integration andin situfabrication of complex and polymer-supported devices,,. We illustrate this capability by fabricating an all-inorganic light-emitting diode in a polymeric microfluidic manifold. Our findings indicate that electrostatic interactions in aqueous crystal growth may be systematically manipulated to synthesize nanostructures and devices with enhanced structural control.
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