CAREER: Hybrid Nanomaterials for Multi-Functional Sensors - Synthesis and Characterization of Nanocomposite Thin-Films for Device Applications
职业:用于多功能传感器的混合纳米材料 - 用于设备应用的纳米复合薄膜的合成和表征
基本信息
- 批准号:0547273
- 负责人:
- 金额:$ 40万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2006
- 资助国家:美国
- 起止时间:2006-02-01 至 2012-01-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Intellectual MeritThe objective of this research is to enable simultaneous sensing of multiple physical phenomena for application to aerosol detection, homeland security, and medical field-diagnostic tools, for example. The approach is to use hybrid nanomaterials in a monolithic, semiconductor-based heterostructure for multi-functional sensors. Two classes of quantum-confined semiconductor nanomaterials are considered; colloidal quantum dots synthesized by chemical reactions and Stranski-Krastanow quantum dots grown by strained-layer epitaxy. The grand challenges to be addressed are: i) synthesis of colloidal quantum dot/polymer nanocomposite thin-films for optoelectronic device active regions, and ii) synthesis of nanocomposite thin-films featuring disparate nanomaterials embedded in polymers or semiconductors with atomically-sharp interfaces, dopant incorporation capability, and electrical contact layers. A multi-spectral photodiode array synthesized using a hybrid nanomaterial growth system will be demonstrated to culminate the proposed project. Broader ImpactsThe investigation of hybrid nanomaterial device heterostructures for multi-functional sensors with emphasis on environmental applications addresses two 2005 NSF Priority Areas, nanoscale science/engineering and environmental biocomplexity. The proposed hybrid nanomaterial growth system enhances research infrastructure by establishing synthesis techniques for atomically-thin nanocomposite layers. The proposed activities advance discovery while promoting learning by enabling undergraduate research and enhancing the Duke University Electrical and Computer Engineering photonics graduate curriculum. The proposed activities also broaden the participation of underrepresented minorities in science and engineering through the Student Engineers Network, Strengthening Opportunities in Research Saturday Academy and Historically Black College and University student recruitment. Finally, the broad dissemination of results from the proposed activities will be accomplished through scientific publications and the NSF-supported TeachEngineering.com digital library.
智力MeritThe本研究的目的是使多个物理现象的应用气溶胶检测,国土安全,医疗领域的诊断工具,例如,同时传感。该方法是使用混合纳米材料在单片,基于半导体的异质结构的多功能传感器。两类量子限制半导体纳米材料被认为是胶体量子点合成的化学反应和应变层外延生长的Stranski-Krastanow量子点。要解决的重大挑战是:i)合成用于光电器件有源区的胶体量子点/聚合物纳米复合薄膜,以及ii)合成纳米复合薄膜,其特征在于嵌入聚合物或半导体中的不同纳米材料,具有原子级尖锐界面、掺杂剂掺入能力和电接触层。将展示使用混合纳米材料生长系统合成的多光谱光电二极管阵列,以完成拟议的项目。 更广泛的影响混合纳米材料器件异质结构的多功能传感器的研究,重点是环境应用解决了两个2005年NSF优先领域,纳米科学/工程和环境生物复杂性。拟议的混合纳米材料生长系统通过建立原子级薄纳米复合材料层的合成技术来增强研究基础设施。拟议的活动推进发现,同时促进学习,使本科生的研究和提高杜克大学电气和计算机工程光子学研究生课程。拟议的活动还通过学生工程师网络、加强星期六学院和历史上的黑人学院和大学的学生招聘,扩大了代表性不足的少数群体对科学和工程的参与。最后,将通过科学出版物和国家科学基金会支持的TeachEngineering.com数字图书馆广泛传播拟议活动的成果。
项目成果
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专著数量(0)
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专利数量(0)
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