物理学家Thamarasee Jeewandara
（同organic）有机 电泳沉积法制备的团簇薄膜的表征
(a)通过EPD沉积在阳极基材上的膜的横截面SEM图像
(b)观察到的和模拟的[{Mo6Bri8}Bra6-n(OH)an]2-离子的电喷雾电离质谱，其中n = 0(红线)、1(蓝线)和2(绿线)，以及相关的H2O加合物(灰线)
c .为沉积膜记录的ATDs:[{ mo 6 br i8 } br a6-n(OH)an]2-；n = 0(红线)，n = 1(蓝线)，n = 2(绿线)
漂移管的漂移条件:4
0托氦在298 K，漂移电压为450 V
授信:NPG亚洲材料(2022)
多伊:10
1038/s41427-022-00366-8 在《自然·亚洲材料》杂志上发表的一篇新报告中，Kenshi Harada和日本和法国的材料科学和分析科学团队组成了一个新的环境传感装置，探索了八面体钼金属(Mo6)簇的光电现象
该团队构建了这些纳米材料，或原子团，金属原子与伴随的非金属原子相互结合
他们通过添加功能性物质来改变材料的性能，使其适用于各种应用
在这项工作中，原田等人
开发了由氧化铟锡制成的透明薄膜，他们在薄膜上沉积了六钼原子团簇，以研究薄膜电特性对湿度和温度的依赖性，并了解它们的导电性如何随不同的光照条件而变化
这种创新材料可用作大气传感器
设计新型纳米材料的材料工程 金属、半导体、陶瓷和聚合物都会产生具有开发新技术潜力的功能材料
转换能量的材料可以广泛用于日常生活中，研究人员的目标是为设备赋予更先进的属性，包括压电，热电，气体传感器和光电二极管的可持续功能
多功能材料的开发与器件的小型化相结合，可以使单一产品的应用扩展到传感和照明领域
Harada等人
专注于被认为是纳米材料多功能构建模块的金属原子团簇，以设计新的智能设备
他们研究了通过电泳沉积制备的半透明钼金属簇的电子性质的温度依赖性，以及材料在光照射下的导电性
然后使用质谱，他们确定了金属簇的化学成分，并描述了电子属性，以了解光照射对电子和离子属性的影响
团簇薄膜的电化学阻抗谱
(a)不同温度(RH = 80%)下薄膜的奈奎斯特图，和(b)不同湿度(T = 300 K)下薄膜的奈奎斯特图
授信:NPG亚洲材料(2022)
多伊:10
1038/s41427-022-00366-8 沉积薄膜的形貌和性能 Harada等人
首先使用扫描电子显微镜表征表面膜
接下来，他们对离子迁移谱-质谱进行了量化，以支持电泳沉积过程中离子交换的假设
基于这些结果，离子迁移谱显示了这些配体交换反应如何基本上不影响钼簇的几何形状
接下来，他们研究了钼团簇薄膜导电过程中的温度和湿度依赖性，并显示了团簇薄膜的电阻是温度依赖性的
随着温度的升高，电阻减小
接下来，研究小组观察了用不同沉积时间制备的钼簇薄膜的相似活化能，以表明电子性质如何不受薄膜厚度的影响
Harada等人
还计算了不同相对湿度下团簇薄膜的阻抗谱，表明随着相对湿度的降低，电阻增大
非晶八面体钼簇薄膜的导电特性
(a)由于湿度差异，簇膜的电导率的温度依赖性
(b)300K时电导率的湿度依赖性
(c)每个温度下M”的频率依赖性
(d)每个湿度水平下M”的频率依赖性
授信:NPG亚洲材料(2022)
多伊:10
1038/s41427-022-00366-8 钼团簇薄膜的弛豫频率依赖性及其它性质
Harada等人
接着观察簇膜的电导率，其通常取决于电泳沉积过程中水解反应产生的水合氢离子(H3O+)和氢氧根离子(OH-)的数量
电极周围pH值的局部改变是电泳沉积过程中的一个重要因素，该团队使用水合氢离子来中和钼簇阴离子，并创建其他簇，具有潜在的稳定和中和的成分
科学家们接下来研究了光照射下钼团簇薄膜的电子特性，他们通过直流电测量来表征这些特性
他们注意到空间局域态之间电荷载流子的非相干跃迁导致的电传导
研究小组观察了在直流电下通过紫外、红色和蓝色LED灯照射下簇膜的局部电子性质的变化
在每种情况下，从开始施加直流电压起经过270秒后，他们仅进行30秒的光照射
Harada等人
还测量了团簇薄膜在紫外、蓝光和红光照射下的阻抗
在感兴趣的条件下，光子通量密度是相似的
当样品用紫外和蓝光照射时，阻抗明显增加，而用红光照射时没有观察到明显变化
光照射引起的团簇薄膜电子性质的变化
(a)向簇膜施加2v DC电压时的I-t曲线
(b)在UV-A、蓝光和红光照射下的团簇膜的I-t曲线
(c)由于紫外线-A的光强度不同，电流增加
插入的图显示了δI/δI360 LX的平均值
(d)UV-A照射之前、期间和之后的簇膜的阻抗图
(e)在UV-A、蓝光和红光照射下簇膜的电阻变化
授信:NPG亚洲材料(2022)
多伊:10
1038/s41427-022-00366-8 簇膜结构示意图
(a)薄膜中的八面体钼簇
(b)高湿度和低湿度下团簇薄膜的假定结构
授信:NPG亚洲材料(2022)
多伊:10
1038/s41427-022-00366-8 观点 该小组根据结果进一步开发了薄膜中钼簇的示意性结构，并进行了几次可重复现象的实验，这些现象被证明是可逆的
例如，Harida等人
可以在一小时的平衡后将减少的光照射恢复到初始状态
由于钼簇显示出光催化性能，包含在膜中的水分子和/或水合氢离子在光反应中分解，导致离子电导率降低
额外的研究也显示了基于分子结构的层如何自然地导致内在的半导体行为
基于这些实验，Kenshi Harada和他的同事强调了湿度、照射光强度和照射波长对钼簇薄膜的电子性质的依赖性
该团队确定了钼簇最有利的特征，包括大的斯托克斯位移、长寿命和高红色发光效率，以显示电泳沉积膜如何形成一种有前途的多功能设备来感测湿度和紫外线
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