在現(xiàn)在發(fā)表在NatureAsiaMaterials上的一份新報(bào)告中，KenshiHarada和和法國(guó)的材料科學(xué)和分析科學(xué)團(tuán)隊(duì)組成了一種新的環(huán)境傳感裝置，探索了八面體鉬金屬(Mo6)的光電離子-電子現(xiàn)象簇。該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了這些納米材料或原子簇，其中金屬原子與伴隨的非金屬原子相互結(jié)合。他們通過添加功能性物質(zhì)來(lái)改變材料的性能以用于各種應(yīng)用。在這項(xiàng)工作中，Harada等人。開發(fā)了由氧化銦錫制成的透明薄膜，在其上沉積了六鉬原子團(tuán)簇來(lái)研究薄膜電性能對(duì)濕度和溫度的依賴性，并了解它們的電導(dǎo)率如何隨著光照條件的變化而變化。這種創(chuàng)新材料可用作大氣傳感器。

材料工程設(shè)計(jì)新的納米材料

金屬、半導(dǎo)體、陶瓷和聚合物都產(chǎn)生了具有開發(fā)新技術(shù)潛力的功能材料。轉(zhuǎn)換能量的材料可廣泛用于日常情況，研究人員旨在為設(shè)備賦予更先進(jìn)的特性，包括壓電、熱電、氣體傳感器和光電二極管，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的功能。多功能材料開發(fā)與設(shè)備小型化相結(jié)合，可以使用單一產(chǎn)品來(lái)擴(kuò)展傳感和照明領(lǐng)域的應(yīng)用。原田等人。專注于金屬原子簇被認(rèn)為是納米材料的多功能構(gòu)建塊，以設(shè)計(jì)新的智能設(shè)備。他們研究了電子特性的溫度依賴性通過電泳沉積制備的半透明鉬金屬簇，以及光照射下材料的導(dǎo)電性能。然后使用質(zhì)譜法，他們確定了金屬簇的化學(xué)成分并描述了電子特性，以了解光照射對(duì)電子和離子特性的影響。

原田等人。首先使用掃描電子顯微鏡對(duì)表面膜進(jìn)行了表征。接下來(lái)，他們量化了離子遷移譜-質(zhì)譜，以支持電泳沉積過程中離子交換的假設(shè)。根據(jù)結(jié)果??，離子遷移譜展示了這些配體交換反應(yīng)如何不會(huì)顯著影響鉬簇的幾何形狀。他們接下來(lái)研究了鉬簇膜內(nèi)導(dǎo)電期間的溫度和濕度依賴性，并表明簇膜的電子電阻與溫度有關(guān)。隨著溫度升高，電子電阻降低。研究小組接下來(lái)觀察了以不同沉積時(shí)間制備的鉬簇薄膜的相似活化能，以表明電子特性如何不受薄膜厚度的影響。原田等人。還考慮了簇膜在不同相對(duì)濕度下的阻抗譜，表明隨著相對(duì)濕度的降低，電子電阻增加。

鉬簇膜的弛豫頻率依賴性和其他特性。

原田等人。接下來(lái)觀察團(tuán)簇膜的電導(dǎo)率，這通常取決于電泳沉積過程中水解反應(yīng)產(chǎn)生的水合氫離子(H3O+)和氫氧根離子(OH-)的數(shù)量。電極周圍pH值的局部改變是電泳沉積過程中的一個(gè)重要因素，該團(tuán)隊(duì)使用水合氫離子來(lái)中和鉬簇陰離子并產(chǎn)生額外的簇，具有潛在穩(wěn)定和中和的成分?？茖W(xué)家接下來(lái)研究了光照射下鉬簇膜的電子特性，他們通過直流測(cè)量對(duì)其進(jìn)行了表征。他們注意到通過電荷載流子在空間局部狀態(tài)之間的不相干躍遷進(jìn)行的電傳導(dǎo).研究小組在直流電下通過紫外線、紅色和藍(lán)色LED燈照射下，觀察了簇膜局部電子特性的變化。在每種情況下，從開始施加直流電壓起經(jīng)過270秒的時(shí)間后，他們僅進(jìn)行了30秒的光照射。原田等人。還測(cè)量了在紫外線、藍(lán)光和紅光照射下簇膜的阻抗。在感興趣的條件下，光子通量密度相似。當(dāng)樣品用紫外線和藍(lán)光照射時(shí)，注意到阻抗增加，而觀察到紅光沒有顯著變化。

外表

該團(tuán)隊(duì)從結(jié)果中進(jìn)一步開發(fā)了薄膜中鉬簇的示意圖結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)顯示了可重現(xiàn)的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象被證明是可逆的。例如，Harida等人。平衡一小時(shí)后，可以將減少的光照射恢復(fù)到初始狀態(tài)。由于鉬簇顯示出光催化性能，因此膜中所含的水分子和/或水合氫離子在光反應(yīng)中分解，從而降低了離子電導(dǎo)率。進(jìn)一步的研究還顯示了分子結(jié)構(gòu)如何基層自然會(huì)導(dǎo)致本征半導(dǎo)體行為?；谶@些實(shí)驗(yàn)，KenshiHarada及其同事強(qiáng)調(diào)了濕度、輻照光強(qiáng)度和輻照波長(zhǎng)對(duì)鉬簇薄膜電子特性的依賴性。該團(tuán)隊(duì)確定了鉬簇最有利的特性，包括大斯托克斯位移、長(zhǎng)壽命和高紅色發(fā)光效率，以展示電泳沉積膜如何形成一種有前途的多功能設(shè)備來(lái)感應(yīng)濕度和紫外線。