science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Ladingsscheiding in zilveren clusters

Artistieke weergave van zilveren clusters afgedekt met organische ligandmoleculen.

Center for Nanoscale Materials (CNM) gebruikers van de Ecole Polytechnique Federale de Lausanne in Zwitserland, werken met de CNM Nanophotonics Group van het Argonne National Laboratory, hebben het bestaan ​​van langlevende ladinggescheiden staten in zilverclusters aangetoond. de clusters, chemisch gesynthetiseerd in oplossing, bestaan ​​uit precies 44 zilveratomen en worden gestabiliseerd door precies 30 organische moleculen.

Dus, de clusters bevinden zich op de grens tussen het kwantummechanische regime van kleine moleculen en het klassieke regime van metalen nanodeeltjes. Tijdsopgeloste optische metingen bij het CNM hebben aangetoond dat absorptie van een foton door een cluster zeer snel - binnen enkele picoseconden - wordt gevolgd door de scheiding van positieve en negatieve ladingen binnen het cluster.

Voorbijgaande kinetiek die ladingsrecombinatie laat zien in ligand-gestabiliseerde zilverclusters voor verschillende omringende oplosmiddelen (water-methanol mengsel, aceton, en dichloormethaan). Zowel ladingsscheiding als recombinatiegebeurtenissen zijn sneller in meer polaire oplosmiddelen.

De ladingen blijven lange tijd gescheiden, maar liefst 300 nanoseconden. De stabiele ladingsgescheiden staat, samen met het feit dat de clusters licht absorberen over een breed scala aan golflengten, betekenen dat de clusters een nieuwe en veelbelovende klasse van materialen voor zonne-energietoepassingen vertegenwoordigen.