Nanomaterialer.

Presentasjon om: "Nanomaterialer."— Utskrift av presentasjonen:

1 Nanomaterialer

2 Bindinger, energinivåer og ledningsbånd
Når partikler blir små

3 Hva skal elevene egentlig lære om nanopartikler?

4 gi eksempler på nanomaterialer, hvordan de framstilles, hva som skiller dem fra vanlige materialer, og hva de kan brukes til

5 Utgangspunkt: en terning av metall

6

7 Melting point depression (Wikipedia)

8 Størrelsesordener og eksempler:
En rekke på 3 metallatomer er ca 1nm Store quantum dots kan ha en diameter på 10 nm Små kan ha en diameter på under 2 nm

9 If, in some cataclysm, all of scientific knowledge were to be destroyed, and only one sentence passed on to the next generations of creatures, what statement would contain the most information in the fewest words? I believe it is the atomic hypothesis (or the atomic fact, or whatever you wish to call it) that all things are made of atoms—little particles that move around in perpetual motion, attracting each other when they are a little distance apart, but repelling upon being squeezed into one another. Richard Feynman

10 Modellene vi bygger på:
Topptreff på Google pictures

11 Hydrogen

12 Hydrogen X

13 Hydrogen - H H

14 Hydrogen - H H

15 Hydrogen - H H Elektroner er stående bølger som kan svinge i fase

16 To elektroner bidrar til binding,
He2 To elektroner bidrar til binding, og to til antibinding. Resultat: Ingen binding!

17 To elektroner bidrar til binding,
He2 . . : To elektroner bidrar til binding, og to til antibinding. Resultat: Ingen binding!

18 Modeller for bindinger og energinivåer:

19 Modeller for bindinger og energinivåer:

20

21

22 Energinivåer

23 Energinivåer

24 Energinivåer

25 Energinivåer

26 Energinivåer

27 Energinivåer Metall Ledningsbånd Valensbånd

28 Energinivåer Halvleder Ledningsbånd Valensbånd

29 Energinivåer Isolator Ledningsbånd Valensbånd

30 Når krystaller blir små:

31 Energinivåer

32 Energinivåer

33 Energinivåer

34 Energinivåer

35 Ved å redusere antall atomer, økes båndgapet
Energinivåer Ved å redusere antall atomer, økes båndgapet ed

36 Med å endre størrelsen på slike «qantum dots»
kan man bestemme båndgapet Fenomenet blir tydelig når diameteren på en partikkel er mindre enn diameteren til et eksiton (hull-elektron-par) Gir mulighet til å designe halvledere Gir mulighet til å designe farger som emitteres

37 Qantum dots som kolloider bestrålt med UV-lys.
Ulike størrelse på partiklene gir ulike båndgap, og dermed fluorescens i ulike farger.

38 CdSe quantum dots (Kadmiumselenid)
1,5nm 5nm

39 Ligner på et polyeder

40 Quantum dot av blyselenid (ca 1000 enheter) passivisert med
organiske molekyler.

41 (Strekkevne) (seighet)

42 Quantum dots Diameteren av et exiton (Bohr-radiusen) blir større enn diameteren til partikkelen Båndgapet blir større når partiklene blir mindre (blåskift)

43 Andre typer nanopartikler:
Kvanteprikker (Quantum dots) kan sies å være endimensjonale Kvanteflak Kvantetråder osv