OPTICAL AND ELECTROCHEMICAL PROPIERTIES IN CdSe/CdTe AND CdSe/CdTe NANOCRYSTALS PREPARED BY AQUEOUS SYNTHESIS
Nanocristais semicondutores coloidais tem atraído muita atenção devido ao seu grande potencial para aplicações em sensores, diagnóstico por imagens, biomarcadores, etc. Neste trabalho, foi estudado a sínteses e as propriedades ópticas e eletroquímicas de nanocristais semicondutores do tipo núcleo-casca de CdTe/CdSe(CdSe/CdTe) sintetizados em solução coloidal aquosa. Inicialmente sintetizou-se núcleos de CdTe(CdSe) em água ultrapura. Posteriormente, 2 mL de uma solução de NaHSe(NaHTe) previamente preparada livre de oxigênio foi injetado rapidamente sob agitação para a formação da casca de CdSe(CdTe). A mistura da reação foi então submetida a refluxo até adquirir a espessura desejada da casca. Alíquotas da amostra foram retiradas após 60, 90, 210, 270 min e usadas para estudar suas propriedades ópticas. Os espectros de absorção UV-Vis foram medidos na faixa de 300 a 700 nm à temperatura ambiente. Picos de absorção foram observados entre 526-542 nm. As medidas de absorção confirmaram o efeito do confinamento quântico. A fotoluminescência e as medidas de voltametria cíclica revelaram que o tamanho dos nanocristais de CdTe/CdSe aumentaram com o tempo de refluxo. Observou-se que o núcleo de CdTe aumentou de 2,86 nm para 3,08 nm na amostra em refluxo por 270 min. Por sua vez, a espessura da casca aumentou de 0,9 nm a 1,2 nm. Alem disso a qualidade da superfície também foi estudada a partir de ambas as técnicas; os resultados mostraram uma melhora significativa na qualidade da superfície, uma vez que a ligações erradas foram eliminadas pelo aumento da espessura da casca. Finalmente, o estudo teórico dos níveis de energias usando o método k•p 8 x 8 de Kane-Weiler mostrou concordância com as medidas de absorção dos nanocristais de CdTe/CdSe.
OPTICAL AND ELECTROCHEMICAL PROPIERTIES IN CdSe/CdTe AND CdSe/CdTe NANOCRYSTALS PREPARED BY AQUEOUS SYNTHESIS
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DOI: 10.22533/at.ed.21920160115
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Palavras-chave: Nanocristais, núcleo/casca, CdTe/CdSe, síntese coloidal.
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Keywords: Nanocrystals, core/shell, CdTe/CdSe, Colloidal synthesis
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Abstract:
Colloidal semiconductor nanocrystals have attracted attention due to their great potentials in sensors, diagnostic imaging, biomarkers and so forth. In this work, we have investigated the synthesis and optical and electrochemical properties of the CdTe/CdSe(CdSe/CdTe) core/shell semiconductor nanocrystal synthesized in aqueous colloidal solution. The CdTe(CdSe) cores were firstly synthesized in ultrapure water. Afterward, 2 mL of freshly prepared oxygen-free NaHSe(NaHTe) solution was injected rapidly under vigorous stirring. The reaction mixture was then refluxed until the completion of the shell at the desired shell thickness. Aliquots of the sample were taken at 60, 90, 210, 270 min and used to record their optical properties. The UV-Vis absorption spectra were measured at room temperature in the range from 300 to 700 nm. The absorption peaks were observed between 526-542 nm. The quantum confinement effect was reinforced with cyclic voltammetry measurements. Both photoluminescence and cyclic voltammetry measurements revealed that CdTe/CdSe nanocrystals size increasing when the refluxing time increased from 2.86 nm for CdTe core to 3.08 nm for sample refluxing by 270 min. The shell thickness increasing from 0.9 to 1.2 nm. The surface quality is also studied from both techniques, and our results showed a significant improvement in surface quality as dangling bonds are eliminated by increasing the shell thickness. Finally, the theoretical study of energy levels using the Kane-Weiler method k•p 8 x 8 showed agreement with the CdTe/CdSe nanocrystals absorption measurements.
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Número de páginas: 12
- Miguel Angel González Balanta
- Silvio José Prado
- Pablo Henrique Menezes
- Lauro Antonio Pradela Filho
- Victor Ciro Solano Reynoso
- Raul Fernando Cuevas Rojas
