저자는 기꺼이 노스 캐롤라이나 주립 대학에 의해 제공 하는 금융 지원을 인정 합니다. 밀라 드 Abolhasani와 로버트 W. Epps 기꺼이 UNC 연구 기회 이니셔티브 (UNC-ROI) 부여 로부터 재정 지원을 인정 한다.

1. 원자로 어셈블리
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig1.jpg"> 그림 1 . 샘플 플랫폼 어셈블리 프로세스의 단계별 그림. 패널 (i) 번역 단계 및 광학 게시물 홀더 장착 빵 광범위 한, (ii) 단계 장착 전조 튜브의 장착에의 초기 배치 적 샘플 플랫폼 어셈블리 프로세스의 단계별 그림 표시와 흐름 세포 광 게시물, (iii)에 사용자 정의 크로스 연결 흐름 경로, (iv) 동시에 첫 번째 샘플링 단위를 배치 하면서 전조 튜브 확보 공개 투명도에서 미세 관의 첨부 파일 (v) 추가 샘플링 단위 각 모듈, (vi)는 반응 기의 배관 통로 확장 단위, (vii) 구조와 광 게시물을 지원 하기 위해 최종 샘플링 장치 확보를 통해 실행 하는 반응 기 튜브의 후속 연결. <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
참고: 가능한 구성의 광범위로 인해 미세 플랫폼의 정확한 어셈블리 프로세스가 다를 수 있습니다; 그러나, 일반적인 메서드는 모든 준비도 마찬가지. 아래 자세한 그림 1 에 14회 샘플링 포트 후 단일 확장 단위를 가진 2-선구자, 다 상 흐름 형식에 대 한 플랫폼 어셈블리 프로세스가입니다.
<ol><li>번역 단계 보안 및 광학 브레드보드에 홀더를 게시. 게시물에 연결 설치 단계와 흐름 셀을 연결 하 고 플랫폼에 고정.</li>
	<li>반응 기 튜브와 전조 라인 사용자 지정 간 접합 피드와 피드 제기 단계에서 채널을 통해 튜브를 연결 합니다. 각 튜브 세그먼트 각각 주사기 펌프 또는 컬렉션 유리병에 편안 하 게 도달할 수 있는 길이를 잘라 확인 하십시오.</li>
	<li>접합 단계를 첫 번째 샘플링 포트 장치를 연결 하 고 모든 관 구성 및 장소에 첫 번째 샘플링 단위 보안 제기 장착 단계로 전조 선 커버를 고정.</li>
	<li>원하는 구성 요소를 통해 반응 기 튜브를 실행 세그먼트 조립 구조의 나머지 부분을 연결 하 여 추가 모듈 반응 기 단위를 추가 합니다. 원하는 길이까지 교차점에서 단위를 구축 하 고 배열을 얻을 수 있다. 참고: 반응 기 튜브 각 단위 내에서 단단히 적합 해야 한다. 튜빙 (스트레칭, 압착, 등)에 변형 광학 신호 강도를 크게 영향을 줍니다.</li>
	<li>마지막 샘플링 세그먼트의 콘센트에 지원 구조를 고정 하 고 브레드보드에 연결 된 광학 게시물에 지원을 확보.</li>
	<li>컴퓨터 제어 주사기 펌프 흐름 시스템의 공급된 라인을 연결 하 고 질소 가스 가압된 (~ 12 공장) 컬렉션 유리병에 반응 기 출구를 피드.</li>
	<li>3 섬유 광섬유 패치 코드 3 흐름 셀 포트에 연결 하 고 각각 반대 끝 분석기, LED, 그리고 중수소-할로겐 (DH) 광원을 연결할. 케이블 ( 그림 2에서 같이) 플랫폼 어셈블리를 완료 하는 데 전체 길이 번역 단계와 흐름 세포와 그들의 연결에 어떤 불필요 한 부담 없이 원활 하 게 이동할 수 있는지 확인 하십시오.</li>
</ol>2. 전조 준비
참고: 시스템을 검사 하는 반응 다양 한 콜 로이드 반도체 나노;의 합성에 적용 될 수 있습니다. 그러나, 플랫폼 개발 및 검증, CsPbBr3 페로 합성 웨이 외 에서 적응을 위해 6 더 나은 흐름 분석에 맞게 사례 연구 반응으로 사용 되었다. 선구자 준비 과정은 아래 상세 하다.
<ol><li>Tetraoctylammonium 브 로마 이드의 109 mg, 올레산의 1 mL 및 밀폐 된 20 mL 유리병에 톨루엔의 14 mL 0.013 M 브 로마 이드 전조의 15 mL를 준비 합니다.</li>
	<li>저 어 혼합 적극적으로 실내 온도에 명확한 해결책을 얻을 때까지.</li>
	<li>처음 여 0.0021 M 세 슘 리드 전조의 48 mL 준비는 심장에 세 슘 수 산화물의 0.6 m m o l, lead(II) 산화의 0.6 m m o l과 밀폐 된 8 mL 유리병에 올레 산의 3 mL을 결합.<ol>
<li>환기를 위한 바늘으로 심장 피어스는 기름 목욕에서 160 ° C에서 솔루션을 열 고 적극적으로 명확한 솔루션 양식 (약 15 분)까지 저 어.</li>
		<li>유리병과 바늘 오븐에 고 1 h, 120 ° C에서 열 다음 배기 바늘 제거 이동한 야외에서 실내 온도에 냉각 솔루션을 허용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>밀폐 된 50 mL 유리병에 톨루엔의 47.5 mL에 고 농도 세 슘 리드 혼합물의 0.5 mL을 추가 하 고 적극적으로 저 어.</li>
	<li>브 로마 이드 전조를 로드 하 고 그들의 각각 주사기로 세 슘 리드 전조를 희석 (3 단계 참조) 원하는 조건에서 두 선구자를 함께 흐르는 자동된 특성화 과정을 시작. 참고: 대표 결과아래 상세한 실험에 대 한 순수한 액체 가스 캐리어 위상의 1: 1과 세 슘-이어질 브 로마 이드의 6.4:1의 체적 주입 비율 변수 전체 흐름 속도에서 사용 되었다.</li>
</ol>3. 인터페이스 작업
참고: 데이터 수집의 전체 수행 됩니다 자동된 반응 플랫폼을 통해 사용자가 일련의 흐름 조건 테스트를 지정 후. 이 초기 입력 기간 사용자 인터페이스 운영을 위한 일반 절차 아래 자세히 나와 있습니다.
<ol><li>( 그림 3참조) 사용자 인터페이스 전면 패널을 보려면 자동된 작업 소프트웨어를 엽니다.</li>
	<li>분석기 설정 패널을 이동 하 고 모든 입력을 작성을 시작 합니다.<ol>
<li>원하는 데이터를 데이터 파일 루트 상자에서 폴더 저장에 대 한 파일 경로를 붙여 넣습니다.</li>
		<li>분석기 비자, USB 연결 주소는 분석기를 선택 합니다. 분석기 USB 주소를 알 수 없는 경우 데스크톱의 장치 관리자 페이지를 통해 해당 위치를 식별 합니다.</li>
		<li>통합 시간, 샘플 당 평균 스펙트럼의 수및 흡수 (Abs) 및 형광 (독감)에 대 한 조건 당 하기 스펙트럼의 수 를 선택 합니다. 단계에서 상세한 합성의 경우 2, 흡수에 대 한 12 ms의 통합 시간을 설정 하 고 형광 4 ms 평균 10 스펙트럼.</li>
		<li>경우 단일 단계 흐름 특성화, 다중 위상 버튼 두고 다음 단계로 이동. 다 상 흐름 특성화, 다중 위상 버튼을 선택 하 고 약 2 완전 한 가스-액체 진동 샘플링 포인트를 전달할 수 있도록 최소 샘플 길이 설정 합니다. 다음 샘플링 창 내의 샘플의 번호 할당 합니다. 참고: 다중 단계 내에서 샘플링 시간 해상도 흐름 제한 될 수 있습니다 분석기 설정을 사용 하 여 그리고 더 높은 해상도 요구 하는 경우 조정 필요할 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>펌프 구성 패널을 이동 하 고 모든 입력을 작성을 시작 합니다.<ol>
<li>주사기 1 COM, 주사기 2 COM 및 듀얼 펌프 COM 에서 모든 펌프를 USB 통신 주소를 할당 합니다. 3.2.2 주소 확인 과정에 대 한 단계를 참조 하십시오.</li>
		<li>주사기 내부 직경, 펌프 인터페이스 또는 모든 주사기 사용에서에 대 한 주사기 매뉴얼 내 찾을 수 있습니다 설정 합니다. 구성에 대 한 기본 값에 관계 없는 주사기 직경 두고 모든 주사기를 구현 하지.</li>
		<li>흡수 참조 스펙트럼을 수집 하는 경우 허용 되는 빈 솔루션을 식별, 연결 된 주사기로 로드 하 고 각각에 적당 한 유량 (약 300 µ L/min)를 각각 주사기를 설정 Ref 유량 상자.</li>
	</ol>
</li>
	<li>시스템 구성 패널을 이동 하 고 모든 입력을 작성을 시작 합니다.<ol>
<li>단계 위치 최적화 되어 제대로 무대 위치아래에 표시 되는 경우 사용 이전 위치 버튼을 선택 하 고 단계로 이동. 단계 위치는 최적화 되지 무대 위치 창 크기를 할당 하 고.csv 벡터 파일 경로 상자를 사용 하 여 대략적인 단계 위치 (범위 내에 위치)를 연결. 0.5 m m에 단계 증가 상자와 8에 시작 패스 상자를 둡니다.</li>
		<li>마지막 샘플링 포트에 교차점의 중심에서 원자로 세그먼트의 볼륨을 계산 하 고 시스템 볼륨 상자에 해당 값을 입력 합니다. 10 최소 평형 시간 을 두고 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>모든 입력 및 선택 하는 인터페이스의 상단에 있는 실행 버튼 왼쪽의 정확도 다시 확인 합니다. 참고: 전면 패널에 입력 하지 변경할 수 있습니다 일단 소프트웨어의 작업을 시작 했다.</li>
	<li>참조 스펙트럼 저장 창에서 그들은 하지 것입니다 경우 예 참조 스펙트럼 저장 될 경우 또는 아니오 를 선택 합니다.</li>
	<li>유량 조건 설정 창에서 최대 30 원하는 흐름 속도 구성을 테스트 하려면, 모든 사용 되지 않는 주사기 입력을 비워 선택.</li>
	<li>확인 을 선택 하 고 시스템의 모든 원하는 조건 샘플링 되었습니다;까지 실행 허용 시스템 자체에 종료 됩니다. 시스템 어떤 이유로 중단 될 경우, 초기 정지 버튼을 선택 하 고 프로세스 종료를 허용. 주의: 중단 사용 하 여 왼쪽 상단에 버튼 인터페이스의 허용 하지 않습니다 펌프 또는 광원, 잠재적으로 장비를 손상 또는 UV 빛 노출을 통해 중요 한 건강 위험 포즈를 종료 하는 시스템.</li>
</ol>4. Pathlength 수정
<ol><li>각 포트에 대 한 pathlength 보정 상관 관계를 얻으려면, 먼저 perovskites 반응 기 튜브 균일 하 게 채워질 때까지 원자로 세그먼트에 톨루엔에 분산의 안정적인 솔루션 주사.</li>
	<li>실행 흐름의 4 전체 패스에 대 한 유니폼이 솔루션에는 자동된 샘플링 과정 셀 (작업 절차에 대 한 3 단계 참조).</li>
	<li>형광 및 흡수 스펙트럼에 대 한 초기 계획 수정 적용 다음 포트 위치에 의해 패스에 대 한 전반적인 평균. 455에서 파장 농도 관하여 모든 곡선 정상화 및 485 nm 흡수와 형광 각각 ( 그림 4참조).</li>
	<li>각 포트에서 계산 정규화 요소를 사용 하 여 모든 후속 스펙트럼의 곡선을 비례.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Tan, Z. -. K., Moghaddam, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bright+light-emitting+diodes+based+on+organometal+halide+perovskite.">Bright light-emitting diodes based on organometal halide perovskite.</a> Nature Nanotechnology. 9 (9), 687-692 (2014).</li><li>Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., Miyasaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organometal+halide+perovskites+as+visible-light+sensitizers+for+photovoltaic+cells.">Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells.</a> Journal of the American Chemical Society. 131 (17), 6050-6051 (2009).</li><li>Huang, H., Bodnarchuk, M. I., Kershaw, S. V., Kovalenko, M. V., Rogach, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lead+halide+perovskite+nanocrystals+in+the+research+spotlight:+stability+and+defect+tolerance.">Lead halide perovskite nanocrystals in the research spotlight: stability and defect tolerance.</a> ACS Energy Letters. 2 (9), 2071-2083 (2017).</li><li>Gr&#228;tzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+light+and+shade+of+perovskite+solar+cells.">The light and shade of perovskite solar cells.</a> Nature Materials. 13, 838 (2014).</li><li>Schmidt, L. C., Perteg&#225;s, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nontemplate+synthesis+of+CH3NH3PbBr3+perovskite+nanoparticles.">Nontemplate synthesis of CH3NH3PbBr3 perovskite nanoparticles.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (3), 850-853 (2014).</li><li>Wei, S., Yang, Y., Kang, X., Wang, L., Huang, L., Pan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Room-temperature+and+gram-scale+synthesis+of+CsPbX3+(X+=+Cl,+Br,+I)+perovskite+nanocrystals+with+50-85%+photoluminescence+quantum+yields.">Room-temperature and gram-scale synthesis of CsPbX3 (X = Cl, Br, I) perovskite nanocrystals with 50-85% photoluminescence quantum yields.</a> Chemical Communications. 52 (45), 7265-7268 (2016).</li><li>Vybornyi, O., Yakunin, S. V., Kovalenko, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polar-solvent-free+colloidal+synthesis+of+highly+luminescent+alkylammonium+lead+halide+perovskite+nanocrystals.">Polar-solvent-free colloidal synthesis of highly luminescent alkylammonium lead halide perovskite nanocrystals.</a> Nanoscale. 8 (12), 6278-6283 (2016).</li><li>Sun, S., Yuan, D., Xu, Y., Wang, A., Deng, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ligand-mediated+synthesis+of+shape-controlled+cesium+lead+halide+perovskite+nanocrystals+via+reprecipitation+process+at+room+temperature.">Ligand-mediated synthesis of shape-controlled cesium lead halide perovskite nanocrystals via reprecipitation process at room temperature.</a> ACS Nano. 10 (3), 3648-3657 (2016).</li><li>Jellicoe, T. C., Richter, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+optical+properties+of+lead-free+cesium+tin+halide+perovskite+nanocrystals.">Synthesis and optical properties of lead-free cesium tin halide perovskite nanocrystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (9), 2941-2944 (2016).</li><li>Tong, Y., Bladt, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+luminescent+cesium+lead+halide+perovskite+nanocrystals+with+tunable+composition+and+thickness+by+ultrasonication.">Highly luminescent cesium lead halide perovskite nanocrystals with tunable composition and thickness by ultrasonication.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (44), 13887-13892 (2016).</li><li>Zhang, D., Eaton, S. W., Yu, Y., Dou, L., Yang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution-phase+synthesis+of+cesium+lead+halide+perovskite+nanowires.">Solution-phase synthesis of cesium lead halide perovskite nanowires.</a> Journal of the American Chemical Society. 137 (29), 9230-9233 (2015).</li><li>Lignos, I., Stavrakis, S., Nedelcu, G., Protesescu, L., deMello, A. J., Kovalenko, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+cesium+lead+halide+perovskite+nanocrystals+in+a+droplet-based+microfluidic+platform:+fast+parametric+space+mapping.">Synthesis of cesium lead halide perovskite nanocrystals in a droplet-based microfluidic platform: fast parametric space mapping.</a> Nano Letters. 16 (3), 1869-1877 (2016).</li><li>Wei, S., Yang, Y., Kang, X., Wang, L., Huang, L., Pan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Room-temperature+and+gram-scale+synthesis+of+CsPbX3+(X+=+Cl,+Br,+I)+perovskite+nanocrystals+with+50-85%+photoluminescence+quantum+yields.">Room-temperature and gram-scale synthesis of CsPbX3 (X = Cl, Br, I) perovskite nanocrystals with 50-85% photoluminescence quantum yields.</a> Chemical Communications. 52 (45), 7265-7268 (2016).</li><li>Protesescu, L., Yakunin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocrystals+of+cesium+lead+halide+perovskites+(CsPbX+3+,+X+=+Cl,+Br,+and+I):+novel+optoelectronic+materials+showing+bright+emission+with+wide+color+gamut.">Nanocrystals of cesium lead halide perovskites (CsPbX 3 , X = Cl, Br, and I): novel optoelectronic materials showing bright emission with wide color gamut.</a> Nano Letters. 15 (6), 3692-3696 (2015).</li><li>Epps, R. W., Felton, K. C., Coley, C. W., Abolhasani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+microfluidic+platform+for+systematic+studies+of+colloidal+perovskite+nanocrystals:+towards+continuous+nano-manufacturing.">Automated microfluidic platform for systematic studies of colloidal perovskite nanocrystals: towards continuous nano-manufacturing.</a> Lab Chip. 23 (17), 4040-4047 (2017).</li><li>Lignos, I., Protesescu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+droplet-based+microfluidic+synthesis+of+monodisperse+IV-VI+semiconductor+nanocrystals+with+coupled+in-line+NIR+fluorescence+detection.">Facile droplet-based microfluidic synthesis of monodisperse IV-VI semiconductor nanocrystals with coupled in-line NIR fluorescence detection.</a> Chemistry of Materials. 26 (9), 2975-2982 (2014).</li><li>Park, J., Saffari, A., Kumar, S., G&#252;nther, A., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+synthesis+of+polymer+and+inorganic+particulate+materials.">Microfluidic synthesis of polymer and inorganic particulate materials.</a> Annual Review of Materials Research. 40 (1), 415-443 (2010).</li><li>Phillips, T. W., Lignos, I. G., Maceiczyk, R. M., deMello, A. J., deMello, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocrystal+synthesis+in+microfluidic+reactors:+where+next.">Nanocrystal synthesis in microfluidic reactors: where next.</a> Lab on a Chip. 14 (17), 3172-3180 (2014).</li><li>Lignos, I., Stavrakis, S., Kilaj, A., deMello, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Millisecond-timescale+monitoring+of+PBS+nanoparticle+nucleation+and+growth+using+droplet-based+microfluidics.">Millisecond-timescale monitoring of PBS nanoparticle nucleation and growth using droplet-based microfluidics.</a> Small. 11 (32), 4009-4017 (2015).</li><li>Abolhasani, M., Coley, C. W., Xie, L., Chen, O., Bawendi, M. G., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oscillatory+microprocessor+for+growth+and+in+situ.+characterization+of+semiconductor+nanocrystals.">Oscillatory microprocessor for growth and in situ. characterization of semiconductor nanocrystals.</a> Chemistry of Materials. 27 (17), 6131-6138 (2015).</li><li>Chen, D. L., Gerdts, C. J., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+microfluidics+to+observe+the+effect+of+mixing+on+nucleation+of+protein+crystals.">Using microfluidics to observe the effect of mixing on nucleation of protein crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 127 (27), 9672-9673 (2005).</li></ol>

노스 캐롤라이나 주립 대학 논의 미세 플랫폼에 임시 특허 (#62/558,155)을 제기 했다.

자동 샘플링 시스템: 심사 플랫폼의 자치 운영은 중앙 제어 유한 상태 기계와 함께 수행 됩니다. 이러한 상태 간의 운동 다양 한 샘플링 조건에 걸쳐 작업에 대 한 있도록 여러 재귀 세그먼트와 순차적으로 발생 합니다. 일반적인 시스템 컨트롤 3 핵심 단계로 나눌 수 있습니다. 첫째, 시스템 시작 초기화 단계는 각 USB 제어 구성 요소를 통해 통신을 설정, 자동으로 경로 저장 하는 파일을 정의 하 고 초기 사용자 입력 메시지를 표시 합니다. 다음 프로그램까지 모두 원하는 데이터를 수집한 모든 입력된 반응 조건에 대 한 샘플링 과정을 통해 실행 합니다. 마지막으로, 종료 프로세스를 반환 합니다 모든 하드웨어 시작 위치로 스크립트 작업을 종료 하기 전에. 이 소프트웨어는 일반적인 움직임은 그림 6에 상세 하다.
포트 검색: 주요 자동화 프레임 워크 내에서 효과적이 고 효율적인 반응 characterizations을 사용할 수 있는 몇 가지 중요 한 subfunctions 있습니다. 첫째, 그림 7 샘플링 포트 위치 변환 단계에 대 한 정의 "초기화" 세그먼트의 부분을 보여 줍니다. 포트 탐지 기능 먼저 8 전체 패스에 대 한 반응에 따라 흐름 셀 움직임을 흉내 낸에 의해 원자로 세그먼트를 안정화. 다음 예상된 위치 주변 1 m m 창에서 형광 강도 샘플링 하 고 최대 강도의 위치를 선택 하 여 최적의 포트 위치를 검색 합니다. 이 위치는 각 포트에 대 한 저장 하 고 후속 샘플링 절차 동안 무대 위치로 사용.
광원 전환: 효율적인 흡 광도 및 형광 스펙트럼 3 포트 흐름 셀 내에서 샘플링 시스템 전환 자동된 빛 소스와 함께 수행 됩니다. 오프 토글은 샘플 위치, DH 램프와 LED 사이 이동 하는 경우 샘플링 포트에 도달, 15 ms 통합 시간에 모두 흡 광도 및 형광 4 ms 통합 당시 10 스펙트럼 조금 400 양에 수집 수 있습니다. 원하는 샘플링 포트에 도달, DH 램프에, 실행 하 고 흡 광도 샘플링 조건 분석기, 샘플 컬렉션 뒤에 설정 됩니다. DH 램프는 LED에 전환 하는 동안, 다음 전환 됩니다. 형광 조건에 대 한 샘플링 과정을 반복 하 고 두 조명 다음 해제 됩니다.
총알 검색: 다 상 흐름 시스템, 효율적인 샘플 수집 움직이는 탄환의 속도에 따라 달라 지는 샘플링 기술 조합을 합니다. 임계값 슬러그 속도 감지 알고리즘은 간단한 평균 보다 덜 효과적 약 11 mm/s에서 발생 하는 것 발견 되었다. 낮은 속도 시스템의 경우 단일 스펙트럼 샘플링 2 유체 굼 벵이 (대략 1 cm)의 예상된 길이 걸쳐 균일 한 간격 밖으로 수행 됩니다. 이 샘플링 과정을 통해 얻은 스펙트럼 내에서 총알의 대량 액체 센터에 10 최적의 스펙트럼은 시간-400에 특정된 파장의 5-포인트 지역 분산을 사용 하 여 격리 된 형광 및 380 nm nm 흡 광도- 와 같이 대 한 그림 8. 그러나 더 높은 유체 속도 시스템 내에서, 단일 이동 민 달팽이의 사용할 수 있는 샘플링 창은 분석기의 효과적인 샘플링 속도를 능가 한다. 이러한 경우, 균일 한 간격 동안 수집 된 10 스펙트럼 함께 평균 충분 한 것 발견 되었다.
시스템 사양: 여러 87 cm 확장 단위 응용 프로그램을 통해 샘플링 포트 3-196 cm 다양 한 반응 기 튜브 길이에 배치 수 있습니다. 다양 한 흐름 속도 및 흐름-세포 운동까지 100 ms-하루 30000 스펙트럼 높은 샘플링 속도 함께 17 분 시간에 스펙트럼 특성을 제자리에 있습니다. 또한, 각 흡수 또는 형광 스펙트럼은 스펙트럼 (셧다운 시작)에서 전반적인 당 샘플링 및 20 µ L의 시간에 스펙트럼 당 단 2 µ L를 필요로 특히 낮은 화학 소비와 얻은 했다. 이 높은 샘플링 속도 효율성 최대 40 독특한 스펙트럼 시스템 내에 단일 equilibrated 번역 흐름 셀의 컬렉션에 지정할 수 있습니다. 원자로 안정화, 포트 맞춤 및 pathlength 보정 프로세스를 적용 한 후 플랫폼 흐름 셀 (그림 9)의 30 전체 패스에 대 한 정확 하 게 표시 했다. 톨루엔 참조에 각각 광원 신호 강렬의 특성에서 각 포트에 대 한 특정된 파장의 계산에서 오류 흡수와 형광 신호에서 모든 30 패스에서 1% 이내 유지 발견 했다. 이 안정성 원자로 측정 시스템에 광범위 한 소재 발견, 심사, 및 최적화 연구 선구자의 동일한 배치에서 더 일관 된 데이터 수집에서 결과 최소한의 수동 간섭이 실시를 사용할 수 있습니다.
확장 샘플링 공간: 유체 속도 및 체류 시간 간의 관계는 종종 기존 합성 연구 심사에 혼동 되었습니다. Characterizations 고정 흐름 셀을 구현, 대 한 예를 들어 변수 거주 시간 얻을 수 있습니다 net 유체 속도 조정 하 여. 그러나, 상세한 nanocrystal 성장 운동 tunability의 앞에서 설명한 평가 의해,이 반응 특성의 방법은 가능성이 빠른 nucleation와 콜 로이드 반도체 종합의 광범위의 연구에 대 한 부족 및 성장 속도 론입니다. 이전 탐험 되지 않은 방식으로 샘플링 공간을 확장 휴대용 샘플링 시스템을 적용 하 여 유체 속도에서 체류 시간을 분리 합니다. 따라서, 검색 및 크게 향상 된 정밀도와 합성 조건 제어 콜 로이드 나노의 다음 세대의 탐색적 연구 모듈 기술 개발된 수 있습니다.

특히 양자 점 반도체 나노의 출현 전자 재료 연구 및 제조에 상당한 발전을 주도 했다. 예를 들어 양자 점1 이미 상용 "QLED"에서 구현 된 Led 표시 됩니다. 최근 반도체의이 클래스, 중 perovskites 상당한 관심과 높은 효율과 낮은 비용 태양광 발전 기술 쪽으로 연구 촉발 했습니다. 2009 년에 페로 기반 태양광 발전의 첫 번째 데모, 이후2 페로 기반 태양 전지의 실험실 규모 전력 변환 효율 모든 PV 기술 역사에 의해 유례 없는 속도로 증가 했다. 3 , 4 운전 관심이 페로 기반 증후군 이외에 페로 나노의 손쉬운 콜 로이드 합성 기술 최근 방법의 다양 한 만든 낮은-비용, 솔루션 단계 처리에 페로 QDs의 기회 상업적인 전자입니다. 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14
콜 로이드 페로 QDs의 대규모 nanomanufacturing 향해 노력, nanocrystal 성장 경로의 근본적인 이해 및 반응 조건의 효과적인 제어 해야 합니다 먼저 개발 될. 그러나, 이러한 프로세스의 기존 연구는 전통적으로 플라스 크-기반 접근에 의존 했습니다. 일괄 합성 전략 소재 특성 및 생산, 한계의 다양 한 제시 하지만 가장 크게, 플라스 크 기반 고효율 상영 시간 및 선구자 소비에는 기술과 입증 합성 일관성을 억제 하는 플라스 크 크기 종속 대량 전송 속성. 15 큰 다양 한 보고 종합 절차 및 광범위 한 관련 샘플 공간 내에서 콜 로이드 반도체 나노의 성장 경로 효과적으로 공부 하는 더 효율적인 심사 기술이 필요 합니다. 지난 2 년간 다양 한 미세 전략의 실질적으로 낮은 화학 소비, 높은 처리량 검열 방법의 접근성 및 대 한 잠재력을 활용 하 여 콜 로이드 나노 연구 개발 되었습니다는 연속 합성 시스템에 프로세스 제어 구현입니다. 12 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20
이 작품에서는, 우리는 설계 및 개발의 콜 로이드 반도체 나노 연구 현장에서 높은 처리량에 대 한 자동화 된 미세 플랫폼의 보고합니다. 흐름 세포, 매우 모듈형 디자인 및 관 상용 원자로 및 유체 연결의 통합 번역 소설 형성 발견, 심사, 및의 최적화에 직접 응용 프로그램을 고유 하 고 적응력이 재구성 가능한 플랫폼 콜 로이드 나노입니다. 우리는 샘플링을 동시에 개선 하는 동안 혼합 및 반응 계획의 체계적인 분리 보여 처음으로 우리의 탐지 기술 (즉, 3-포트 흐름 셀)의 변환 기능을 이용, 전통적인 고정 흐름 효율성 및 수집 속도 접근 세포. 이 플랫폼의 활용 연속 nanomanufacturing 전략으로 콜 로이드 nanocrystal 종합의 높은 처리량 및 정밀 밴드 갭 엔지니어링을 수 있습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:888px;" width="888">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Toluene</td>
			<td style="width:191px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:168px;">AC364410010</td>
			<td style="width:257px;">99.85% extra over molecular sieves</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Oleic acid</td>
			<td style="width:191px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:168px;">364525&#160;ALDRICH</td>
			<td>technical grade 90%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Cesium hydroxide (50 wt% in water)</td>
			<td style="width:191px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:168px;">232041 ALDRICH</td>
			<td>50 wt% in water &#62; 99.9% trace metals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Lead(II) oxide</td>
			<td style="width:191px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:168px;">211907 SIGMA-ALDRICH</td>
			<td>&#62; 99.9% trace metals basis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Tetraoctylammonium bromide</td>
			<td style="width:191px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:168px;">294136 ALDRICH</td>
			<td>98%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">1/16&#34; OD, 0.04&#34; ID FEP tubing</td>
			<td style="width:191px;">MicroSolv</td>
			<td style="width:168px;">48410-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">1/16&#34; OD, 0.02&#34; ID ETFE tubing</td>
			<td style="width:191px;">MicroSolv</td>
			<td style="width:168px;">48510-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">0.02&#34; thru hole PEEK Tee</td>
			<td style="width:191px;">IDEX Health &#38; Science</td>
			<td style="width:168px;">P-712</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">1/4-28 ETFE flangeless ferrule for 1/16&#34;</td>
			<td style="width:191px;">IDEX Health &#38; Science</td>
			<td style="width:168px;">P-200N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">1/4-28 PEEK flangeless nut for 1/16&#34;</td>
			<td style="width:191px;">IDEX Health &#38; Science</td>
			<td style="width:168px;">P-230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">4-way PEEK L-valve</td>
			<td style="width:191px;">IDEX Health &#38; Science</td>
			<td style="width:168px;">V-100L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Syringe pump</td>
			<td style="width:191px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:168px;">70-3007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">8 mL stainless steel syringe</td>
			<td style="width:191px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:168px;">70-2267</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">25 mL glass syringe</td>
			<td style="width:191px;">Scientific Glass Engineering</td>
			<td style="width:168px;">25MDF-LL-GT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Optical breadboard</td>
			<td style="width:191px;">ThorLabs</td>
			<td style="width:168px;">MB1224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">300 mm translation stage</td>
			<td style="width:191px;">ThorLabs</td>
			<td style="width:168px;">LTS300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Optical post</td>
			<td style="width:191px;">ThorLabs</td>
			<td style="width:168px;">TR2-4</td>
			<td>TR2, TR3, or TR4</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Optical post holder</td>
			<td style="width:191px;">ThorLabs</td>
			<td style="width:168px;">PH4-6</td>
			<td>PH4 or PH6</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">365 nm LED</td>
			<td style="width:191px;">ThorLabs</td>
			<td style="width:168px;">M365LP1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">LED driver</td>
			<td style="width:191px;">ThorLabs</td>
			<td style="width:168px;">LEDD1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">600 micron patch cord</td>
			<td style="width:191px;">Ocean Optics</td>
			<td style="width:168px;">QP600-1-SR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Deuterium-halogen light source</td>
			<td style="width:191px;">Ocean Optics</td>
			<td style="width:168px;">DH-2000-BAL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Miniature spectrometer</td>
			<td style="width:191px;">Ocean Optics</td>
			<td style="width:168px;">FLAME-S-XR1-ES</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Multifuction I/O device (DAQ)</td>
			<td style="width:191px;">National Instruments</td>
			<td style="width:168px;">USB-6001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Virtual Instrument Software</td>
			<td style="width:191px;">National Instruments</td>
			<td style="width:168px;">LabVIEW 2015 SP1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a modular microfluidic technology for systematic studies of colloidal semiconductor nanocrystals

콜 로이드 반도체 나노 양자 점 (QDs)로 알려진은 빛 같은 상업적인 전자 재료의 급성장 클래스 발광 다이오드 (Led), 태양광 (PVs). 이 소재 그룹 중 무기/유기 perovskites 중요 한 개선 및 잠재력 높은 효율, 낮은-비용 PV 제조 그들의 높은 충전 캐리어 mobilities 및 수명 때문으로 설명 했다. 페로 QDs 대규모 태양광 및 LED 응용 프로그램에 대 한 기회에도 불구 하 고 그들의 성장 경로 대 한 근본적이 고 종합적인 이해의 부족 연속 nanomanufacturing 전략 내에서 그들의 적응을 저해 했다. 전통적인 플라스 크 기반 심사 접근은 일반적으로, 노동 집약, 비싸고 효과적으로 광범위 한 매개 변수 공간 및 합성 다양 한 콜 로이드 qd는 반응에 관련 특성화에 대 한 부정 확 한. 이 작품에서 완전히 자치 미세 플랫폼 관련 연속 흐름 형태로 나노 콜 로이드 합성 된 큰 매개 변수 공간을 체계적으로 공부를 개발 된다. 3 포트 흐름 세포와 모듈형 원자로 확장 단위 번역 소설의 응용 프로그램을 통해 시스템 수집할 수 있습니다 빠르게 흡수 스펙트럼과 형광 반응 기 길이 3-196 cm까지에 걸쳐. 조정 가능한 반응 기 길이 뿐만 아니라 속도 종속 대량 전송에서 체류 시간을 분리, 그것은 또한 실질적으로 샘플링 속도 단일 내에서 40 독특한 스펙트럼의 특성으로 인해 화학 소비 개선 equilibrated 시스템입니다. 샘플 속도, 하루 최대 30000 독특한 스펙트럼을 도달할 수 하 고 조건을 커버 100 ms-17 분까지 시간 레 지 던스 4 배나. 속도 정밀 소재 발견과 연구를 미래에 심사에 실질적으로이 시스템의 추가 응용 프로그램 향상 것. 이 보고서에서 자세한 시스템 자료와 자동된 샘플링 소프트웨어와 오프 라인 데이터 처리에 대 한 일반적인 설명 함께 어셈블리 프로토콜 있습니다.

스펙트럼 샘플: 논의 미세 플랫폼을 활용, 합성 온도에 콜 로이드 반도체 나노의 nucleation 성장 단계 공부 될 수 있다 직접의 흡수 및 형광 스펙트럼의 시간 진화를 모니터링 하 여는 균일 혼합 조건 아래 형성된 된 나노입니다. 그림 5 A 3 포트 흐름 셀의 단일 패스 내에서 얻은 스펙트럼의 한 예제 집합을 보여 줍니다. 높은-품질 LED 제조, 피팅 실험적으로 검증 된 효과적인 대량 근사 모델 내에서 흡수 및 방출 밴드 갭 에너지 응용 프로그램으로 귀중 한 통찰력을 제공 하는 혼자 방출 파장 분포 것는 종합을 통해 나노 입자 크기 배포판의 지속적인 모니터링을 사용 합니다. 14 스펙트럼의 동일한 세트는 다양 한 흐름 속도 및 반응 기 길이, 100 ms-17 분에 걸친 시간 거주에서 데이터 컬렉션에 대 한 허용에서 얻은 했다.
네 가락 나노: 다 상 흐름의 액체 세그먼트 내의 형성 axisymmetric 재순환 패턴 속도 종속 대량 전송 컨트롤 가능. 21 체류 시간을 속도 종속 혼합 날짜 표시줄의 연구는 페로 QDs (참조 그림 5B)에 대 한 nanocrystal 성장 경로에 키네틱 tunability를 시연 했다. 우리의 개발 된 모듈형 플랫폼 수 있습니다 처음으로 형성된 된 나노의 최종 광학 속성에 초기 단계 혼합 시간 효과의 체계적인 연구를. 다른 모든 매개 변수 상수, 피크 방출 파장 25로 큰 차이 유지 하면서 반응 총알 속도에 변화를 통해 nm는 해당 체류 시간에서 관찰 되었다. 콜 로이드 시스템의 추가 평가 그림 방출 파장에서 관찰 된 차이 긴 거주 시간, 안정, 운동 조정 가능한 나노 결과에서 유지 되었다. 15
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig2.jpg"> 그림 2 . 완벽 하 게 조립 플랫폼을 검사 하는 자동된 반응. 이 그림과 완벽 하 게 조립된 자동된 반응 14일 및 15일 사이의 단일 반응 기 확장 장치 플랫폼 심사 샘플링 포트. <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig3.jpg"> 그림 3 . 자동화 된 플랫폼 작업에 대 한 사용자 인터페이스입니다. 이 패널 컨트롤 및 주사기 흐름 율, 분석기 측정 조건 등의 튜닝 및 위치, 콜 로이드 반도체의 광범위 한 범위에 걸쳐 특성 분석을 위한 샘플링 수 있는 사용자 인터페이스 표시 nanocrystal 종합입니다. <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig4.jpg"> 그림 4 . Pathlength 교정 과정. 이 패널은 A를 사용 하 여 포트에 의해 pathlength 보정에 대 한 프로세스를 보여줍니다. 흡수 스펙트럼 B샘플링 포트 20 개 이상의 수집. 455에서 흡 광도 관하여 스펙트럼 정규화 톨루엔 및 C분산 된 콜 로이드 CsPbBr3 perovskites의 솔루션에 nm. 각각 photoluminescence (PL) 스펙트럼 D 485 nm 신호 강도 정규화. 엡 스 외. 에서 적응 화학의 왕 사회의 허가 15 . <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig5.jpg"> 그림 5. 샘플 스펙트럼 및 키네틱 tunability의 데모. 이 패널은 A를 표시합니다. 흡수 (A)와 (I) 형광 스펙트럼 약 0.2 c m/s와 B의 평균 슬러그 속도로 이동 다중 위상, 반응 CsPbBr3 페로 시스템 흐름 셀의 단일 패스 내에서 수집. 체류 시간의 함수로 피크 형광 파장 (λP) 0.6에서 130 m m에 이르는 11 다른 평균 총알 속도 대 한 플롯/s 샘플 형광 스펙트럼에 표시 된 시간 및 200의 속도 굼 벵이 s와 1.0 m m/s (맨 위) 0.9 s 75 m m/s (중간), 그리고 0.9 s와 130 m m/s (아래). 엡 스 외. 에서 적응 화학의 왕 사회의 허가 15 . <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig6.jpg"> 그림 6 . 전반적인 소프트웨어 제어 데이터 수집 프로세스에 대 한 프로세스 플로우 차트. 이 프로세스 하드웨어, 재귀 샘플링 progressions 및 플랫폼의 최종 종료의 초기화를 포함합니다. 엡 스 외. 에서 적응 화학의 왕 사회의 허가 15 . <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig7.jpg"> 그림 7 . 포트 위치 지정 방법에 대 한 자동화 소프트웨어 프로세스 플로우 차트. 알고리즘은 먼저 뒤에 LED 신호 강도 분석기 독서를 통해 최적의 포트 검색 흐름 셀의 패스를 안정화의 지정된 된 실행 됩니다. <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig8.jpg"> 그림 8 . 다중 위상 스펙트럼 격리 샘플. 이러한 패널 표시 A에 대 한 샘플 다중 위상 스펙트럼 절연. 500 nm와 B에서 형광 흡 광도에 380 nm perovskites의 솔루션에 대 한 시간이 지남에 톨루엔에 분산. 녹색 지역 이상적인 샘플링 시간 범위를 나타냅니다. C패널입니다. 총알 속도에 관한 다단계 샘플링 방법을 비교 하 여 흡수 스펙트럼 (fluorescein 솔루션)를 표시 합니다. "Det" 플러그 감지 알고리즘 적용 된 "평균" 나타냅니다 샘플 했다도 시간 간격을 점령 하 고 평균을 나타냅니다. Note 플러그 감지 방법 더 높은 속도 시스템의 단순 평균으로 느리게 움직이는 굼 벵이 생산 동일한 스펙트럼에 적용. 엡 스 외. 에서 적응 화학의 왕 사회의 허가 15 . <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57666/57666fig9.jpg"> 그림 9 . 단계에 걸쳐 측정 안정성의 전달. 이것은 A를 사용 하 여 단계 패스에 걸쳐 측정 안정성의 데모 이다. 500 nm와 B흡수 신호 강도. 380에서 형광 강도 톨루엔 참조에 포트 위치에 따라 정규화 및 30 전체 패스 흐름 셀의 평균. 오차 막대는 95% 신뢰 구간, 나타내고 값 평균 읽기의 ± 1% 넘어 이탈 합니다. 엡 스 외. 에서 적응 화학의 왕 사회의 허가 15 . <a href="/files/ftp_upload/57666/57666fig9large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Modular Microfluidic Technology for Systematic Studies of Colloidal Semiconductor Nanocrystals at JoVE.com

A Modular Microfluidic Technology for Systematic Studies of Colloidal Semiconductor Nanocrystals

여기 상세한 콜 로이드 반도체 nanocrystal 종합의 체계적인 특성에 대 한 모듈형 미세 심사 플랫폼의 운영 및 어셈블리 프로토콜이 있습니다. 완벽 하 게 조절 시스템 협정을 통해 매우 효율적인 스펙트럼 컬렉션 대량 전송 제어 샘플링 공간 내에서 4 배나 반응 시간의 척도 걸쳐 실시 수 있습니다.

콜 로이드 반도체 나노의 체계적인 연구를 위한 모듈형 미세 기술

Colloidal semiconductor nanocrystals, known as quantum dots (QDs), are a rapidly growing class of materials in commercial electronics, such as light ...

a-modular-microfluidic-technology-for-systematic-studies-colloidal

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

9.5K 조회수.  North Carolina State University. 여기 상세한 콜 로이드 반도체 nanocrystal 종합의 체계적인 특성에 대 한 모듈형 미세 심사 플랫폼의 운영 및 어셈블리 프로토콜이 있습니다. 완벽 하 게 조절 시스템 협정을 통해 매우 효율적인 스펙트럼 컬렉션 대량 전송 제어 샘플링 공간 내에서 4 배나 반응 시간의 척도 걸쳐 실시 수 있습니다.

비디오: A Modular Microfluidic Technology for Systematic Studies of Colloidal Semiconductor Nanocrystals

Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials offering a superior control over the spatial distribution of charge carriers across material interfaces. As this study demonstrates, a combination of donor-acceptor nanocrystal (NC) domains in a single nanoparticle can lead to the realization of efficient photocatalytic1-5 materials, while a layered assembly of donor- and acceptor-like nanocrystals films gives rise to photovoltaic materials.
Initially the paper focuses on the synthesis of composite inorganic nanocrystals, comprising linearly stacked ZnSe, CdS, and Pt domains, which jointly promote photoinduced charge separation. These structures are used in aqueous solutions for the photocatalysis of water under solar radiation, resulting in the production of H2 gas. To enhance the photoinduced separation of charges, a nanorod morphology with a linear gradient originating from an intrinsic electric field is used5. The inter-domain energetics are then optimized to drive photogenerated electrons toward the Pt catalytic site while expelling the holes to the surface of ZnSe domains for sacrificial regeneration (via methanol). Here we show that the only efficient way to produce hydrogen is to use electron-donating ligands to passivate the surface states by tuning the energy level alignment at the semiconductor-ligand interface. Stable and efficient reduction of water is allowed by these ligands due to the fact that they fill vacancies in the valence band of the semiconductor domain, preventing energetic holes from degrading it. Specifically, we show that the energy of the hole is transferred to the ligand moiety, leaving the semiconductor domain functional. This enables us to return the entire nanocrystal-ligand system to a functional state, when the ligands are degraded, by simply adding fresh ligands to the system4.
To promote a photovoltaic charge separation, we use a composite two-layer solid of PbS and TiO2 films. In this configuration, photoinduced electrons are injected into TiO2 and are subsequently picked up by an FTO electrode, while holes are channeled to a Au electrode via PbS layer6. To develop the latter we introduce a Semiconductor Matrix Encapsulated Nanocrystal Arrays (SMENA) strategy, which allows bonding PbS NCs into the surrounding matrix of CdS semiconductor. As a result, fabricated solids exhibit excellent thermal stability, attributed to the heteroepitaxial structure of nanocrystal-matrix interfaces, and show compelling light-harvesting performance in prototype solar cells7.

A general strategy for the development of charge-separating semiconductor nanocrystal composites deployable for solar energy production is presented. We show that assembly of donor-acceptor nanocrystal domains in a single nanoparticle geometry gives rise to a photocatalytic function, while bulk-heterojunctions of donor-acceptor nanocrystal films can be used for photovoltaic energy conversion.

충전 분리 Nanocrystals와 고체를 통해 태양 에너지를 수확

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials ...

연구

공학

Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization

Spring-like materials are ubiquitous in nature and of interest in nanotechnology for energy harvesting, hydrogen storage, and biological sensing applications.&#160; For predictive simulations, it has become increasingly important to be able to model the structure of nanohelices accurately.&#160; To study the effect of local structure on the properties of these complex geometries one must develop realistic models.&#160; To date, software packages are rather limited in creating atomistic helical models.&#160; This work focuses on producing atomistic models of silica glass (SiO2) nanoribbons and nanosprings for molecular dynamics (MD) simulations. Using an MD model of &#8220;bulk&#8221; silica glass, two computational procedures to precisely create the shape of nanoribbons and nanosprings are presented.&#160; The first method employs the AWK programming language and open-source software to effectively carve various shapes of silica nanoribbons from the initial bulk model, using desired dimensions and parametric equations to define a helix.&#160; With this method, accurate atomistic silica nanoribbons can be generated for a range of pitch values and dimensions.&#160; The second method involves a more robust code which allows flexibility in modeling nanohelical structures.&#160; This approach utilizes a C++ code particularly written to implement pre-screening methods as well as the mathematical equations for a helix, resulting in greater precision and efficiency when creating nanospring models.&#160; Using these codes, well-defined and scalable nanoribbons and nanosprings suited for atomistic simulations can be effectively created.&#160; An added value in both open-source codes is that they can be adapted to reproduce different helical structures, independent of material.&#160; In addition, a MATLAB graphical user interface (GUI) is used to enhance learning through visualization and interaction for a general user with the atomistic helical structures.&#160; One application of these methods is the recent study of nanohelices via MD simulations for mechanical energy harvesting purposes.

Accurate modeling of nanohelical structures is important for predictive simulation studies leading to novel nanotechnology applications.&#160; Currently, software packages and codes are limited in creating atomistic helical models.&#160; We present two procedures designed to create atomistic nanohelical models for simulations, and a graphical interface to enhance research through visualization.

예측 연구 확장 Nanohelices 향상된 3D 시각화

Spring-like materials are ubiquitous in nature and of interest in nanotechnology for energy harvesting, hydrogen storage, and biological sensing ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by quantum mechanical effects such as tunneling through single dopants, scattering via interface defects, and discrete trap charge states. However, progress in silicon technology has shown that these phenomena can be harnessed and exploited for a new class of quantum-based electronics. Among others, multi-layer-gated silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) technology can be used to control single charge or spin confined in electrostatically-defined quantum dots (QD). These QD-based devices are an excellent platform for quantum computing applications and, recently, it has been demonstrated that they can also be used as single-electron pumps, which are accurate sources of quantized current for metrological purposes. Here, we discuss in detail the fabrication protocol for silicon MOS QDs which is relevant to both quantum computing and quantum metrology applications. Moreover, we describe characterization methods to test the integrity of the devices after fabrication. Finally, we give a brief description of the measurement set-up used for charge pumping experiments and show representative results of electric current quantization.

The fabrication process and experimental characterization techniques relevant to single-electron pumps based on silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots are discussed.

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor performance, which suggest a new direction for the development of next-generation ultrathin and flexible photonic and electronic devices. Enhanced luminescence quantum efficiency has been widely observed in these atomically thin 2D crystals. However, dimension effects beyond quantum confinement thicknesses or even at the micrometer scale are not expected and have rarely been observed. In this study, molybdenum diselenide (MoSe2) layer crystals with a thickness range of 6-2,700 nm were fabricated as two- or four-terminal devices. Ohmic contact formation was successfully achieved by the focused-ion beam (FIB) deposition method using platinum (Pt) as a contact metal. Layer crystals with various thicknesses were prepared through simple mechanical exfoliation by using dicing tape. Current-voltage curve measurements were performed to determine the conductivity value of the layer nanocrystals. In addition, high-resolution transmission electron microscopy, selected-area electron diffractometry, and energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to characterize the interface of the metal&#8211;semiconductor contact of the FIB-fabricated MoSe2 devices. After applying the approaches, the substantial thickness-dependent electrical conductivity in a wide thickness range for the MoSe2-layer semiconductor was observed. The conductivity increased by over two orders of magnitude from 4.6 to 1,500 &#937;&#8722;1 cm&#8722;1, with a decrease in the thickness from 2,700 to 6 nm. In addition, the temperature-dependent conductivity indicated that the thin MoSe2 multilayers exhibited considerably weak semiconducting behavior with activation energies of 3.5-8.5 meV, which are considerably smaller than those (36-38 meV) of the bulk. Probable surface-dominant transport properties and the presence of a high surface electron concentration in MoSe2 are proposed. Similar results can be obtained for other layer semiconductor materials such as MoS2 and WS2.

We describe the approaches for the device fabrication and electrical characterization of molybdenum diselenide (MoSe2) layer semiconductor nanostructures with different thicknesses. In addition, the fabrication of ohmic contacts for MoSe2-layer nanocrystals by the focused-ion beam deposition method using platinum (Pt) as a contact metal is described.

오믹 접촉 제조 집중 이온 빔 기술 및 전기 특성 계층 반도체 나노 구조를 위해 사용

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor ...

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

반도체 기술과 호환 저온 탄소 나노 튜브 수직 상호 연결의 제작

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. W/O microdroplets have recently been used in powerful methods that enable miniaturized chemical experiments. Therefore, developing a versatile method to yield monodisperse W/O microdroplets is needed. We have developed a method for generating monodisperse W/O microdroplets based on a capillary-based centrifugal axisymmetric co-flowing microfluidic device. We succeeded in controlling the size of microdroplets by adjusting the capillary orifice. Our method requires equipment that is easier-to-use than with other microfluidic techniques, requires only a small volume (0.1-1 &#181;l) of sample solution for encapsulation, and enables the production of hundreds of thousands number of W/O microdroplets per second. We expect this method will assist biological studies that require precious biological samples by conserving the volume of the samples for rapid quantitative analysis biochemical and biological studies.

Here, we demonstrate a simple production method for size-controllable, monodisperse, water-in-oil (W/O) microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. This method requires only a small sample volume and enables high-yield production. We expect this method will be useful for rapid biochemical and cellular analyses.

단 분산 미세 방울의 크기가 제어 형성을위한 모세관 기반 원심 미세 유체 장치

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications of semiconductor materials. However, it is still under debate how the defect structure determines the band structure, and therefore, the recombination behavior of electron-hole pairs responsible for the optical and electrical properties of the extended defects. The present paper is a survey of procedures for the spatially resolved investigation of structural and of physical properties of extended defects in semiconductor materials with a scanning electron microscope (SEM). Representative examples are given for crystalline silicon. The luminescence behavior of extended defects can be investigated by cathodoluminescence (CL) measurements. They are particularly valuable because spectrally and spatially resolved information can be obtained simultaneously. For silicon, with an indirect electronic band structure, CL measurements should be carried out at low temperatures down to 5 K due to the low fraction of radiative recombination processes in comparison to non-radiative transitions at room temperature. For the study of the electrical properties of extended defects, the electron beam induced current (EBIC) technique can be applied. The EBIC image reflects the local distribution of defects due to the increased charge-carrier recombination in their vicinity. The procedure for EBIC investigations is described for measurements at room temperature and at low temperatures. Internal strain fields arising from extended defects can be determined quantitatively by cross-correlation electron backscatter diffraction (ccEBSD). This method is challenging because of the necessary preparation of the sample surface and because of the quality of the diffraction patterns which are recorded during the mapping of the sample. The spatial resolution of the three experimental techniques is compared.

The optical, electrical, and structural properties of dislocations and of grain boundaries in semiconductor materials can be determined by experiments performed in a scanning electron microscope. Electron microscopy has been used to investigate cathodoluminescence, electron beam induced current, and diffraction of backscattered electrons.

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic nanoscale patch antennas. This includes a detailed procedure for the fabrication of thin films with a well-controlled thickness over macroscopic areas using layer-by-layer deposition of polyelectrolyte polymers, namely poly(allylamine) hydrochloride (PAH) and polystyrene sulfonate (PSS). These polyelectrolyte spacer layers serve as a dielectric gap in between silver nanocubes and a gold film. By controlling the size of the nanocubes or the gap thickness, the plasmon resonance can be tuned from about 500 nm to 700 nm. Next, we demonstrate how to incorporate organic sulfo-cyanine5 carboxylic acid (Cy5) dye molecules into the dielectric polymer gap region of the nanopatch antennas. Finally, we show greatly enhanced fluorescence of the Cy5 dyes by spectrally matching the plasmon resonance with the excitation energy and the Cy5 absorption peak. The method presented here enables the fabrication of plasmonic nanopatch antennas with well-controlled dimensions utilizing colloidal synthesis and a layer-by-layer dip-coating process with the potential for low cost and large-scale production. These nanopatch antennas hold great promise for practical applications, for example in sensing, ultrafast optoelectronic devices and for high-efficiency photodetectors.

A protocol for the colloidal synthesis of silver nanocubes and fabrication of plasmonic nanoscale patch antennas with sub-10 nm gaps is presented.

플라즈몬과 나노 포토닉스의 응용 프로그램에 대한 Nanopatch 안테나의 콜로이드 합성

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic ...

Creating Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions in PDMS Microfluidic Chip via Self-Assembly Process of Colloidal Particles

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its transparency. Due to the softness of the PDMS material, however, it is challenging to use PDMS for building nanochannels. The channels tend to collapse easily during plasma bonding. In this paper, we present an evaporation-driven self-assembly method of silica colloidal nanoparticles to create nanofluidic junctions with sub-50 nm pores between two microchannels. The pore size as well as the surface charge of the nanofluidic junction is tunable simply by changing the colloidal silica bead size and surface functionalization outside of the assembled microfluidic device in a vial before the self-assembly process. Using the self-assembly of nanoparticles with a bead size of 300 nm, 500 nm, and 900 nm, it was possible to fabricate a porous membrane with a pore size of ~45 nm, ~75 nm and ~135 nm, respectively. Under electrical potential, this nanoporous membrane initiated ion concentration polarization (ICP) acting as a cation-selective membrane to concentrate DNA by ~1,700 times within 15 min. This non-lithographic nanofabrication process opens up a new opportunity to build a tunable nanofluidic junction for the study of nanoscale transport processes of ions and molecules inside a PDMS microfluidic chip.

We propose a simple self-assembly technique of silica colloidal nanoparticles to create a nanofluidic junction between two microchannels in polydimethylsiloxane (PDMS). Using this technique, a nanoporous bead membrane with a pore size down to ~45 nm was built inside a microchannel and applied to electrokinetic preconcentration of DNA samples.

콜로이드 입자의 자기 조립 과정을 통해 PDMS 미세 유체 칩의 하위 50 Nm의 나노 유체 접합 만들기

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each thermoplastic of interest. Solvent bonding is a simple and versatile method that can be used to fabricate devices from a variety of plastics. An appropriate solvent is added between two device layers to be bonded, and heat and pressure are applied to the device to facilitate the bonding. By using an appropriate combination of solvent, plastic, heat, and pressure, the device can be sealed with a high quality bond, characterized as having high bond coverage, bond strength, optical clarity, durability over time, and low deformation or damage to microfeature geometry. We describe the procedure for bonding devices made from two popular thermoplastics, poly(methyl-methacrylate) (PMMA), and cyclo-olefin polymer (COP), as well as a variety of methods to characterize the quality of the resulting bonds, and strategies to troubleshoot low quality bonds. These methods can be used to develop new solvent bonding protocols for other plastic-solvent systems.

Solvent bonding is a simple and versatile method for fabricating thermoplastic microfluidic devices with high quality bonds. We describe a protocol to achieve strong, optically clear bonds in PMMA and COP microfluidic devices that preserve microfeature details, by a judicious combination of pressure, temperature, an appropriate solvent, and device geometry.

PMMA의 제조 및 COP 미세 유체 장치에 대한 솔벤트 본딩

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...