DE10235182A1 - Preparation of semiconductor nanoparticles, useful e.g. for labeling biomolecules in medicine or biotechnology, uses an aromatic compound or metallocene as metal source - Google Patents

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Abstract

Preparation of nanoparticles (NP), based on an organometallic compound or its derivatives, in which an aromatic organometallic compound or metallocene is used as metal source (A), is new. An Independent claim is also included for cadmium selenide and cadmium telluride NP produced by the new method.

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln auf der Basis von metallorganischen Verbindungen und Derivaten davon.The invention relates to a novel Process for the production of nanoparticles based on organometallic Compounds and derivatives thereof.

Der Grenzbereich zwischen Molekülclustern und Volumenkristallen ist seit einiger Zeit im Blickpunkt wissenschaftlichen Interesses. Durch gezielte Herstellung von Partikeln, Schichten und dreidimensionalen Strukturen, mit Ausdehnungen von 1 nm - 500 nm, entstehen Materialen mit chemischen und physikalischen Eigenschaften, die sich von denen makroskopischer Materialien unterscheiden.The boundary area between molecular clusters and bulk crystals has been in the spotlight for some time now Interest. Through the targeted production of particles, layers and three-dimensional structures, with dimensions of 1 nm - 500 nm, materials are created with chemical and physical properties, that differ from those of macroscopic materials.

Halbleiternanokristallite mit Durchmessern von 1 nm – 5 nm emittieren absorbiertes Licht mit einer Energie, die umgekehrt proportional zu ihrem Durchmesser ist. Dieser Effekt ist darauf zurückzuführen, dass sich mit wachsender Clustergrösse die bekannte Halbleiterbandstruktur aus Molekülorbitalen entwickelt [1, 2, 3]. Bei diesem "quantum size effect" genannten Phänomen entspricht die Energie des ausgestrahlten Lichtes der Bandlücke zwischen Valenzband und Leitungsband des Halbleiternanopartikels [4, 5]. Die Unschärfe der Wellenlänge des emittierten Photons wird dabei von der Dispresität der Durchmesser bestimmt. Nicht zuletzt wegen der möglichen Anwendungen dieser optoelektronischen Eigenschaften beim Diodenbau oder für das Labeln von Biomolekülen haben die Halbleiternanokristallite in den letzten Jahren an Bedeutung in der aktuellen Forschung gewonnen [6, 7, 8, 9].Semiconductor nanocrystallites with diameters from 1 nm - 5 nm emit absorbed light with an energy that is reversed is proportional to their diameter. This effect is on it attributed to that with increasing cluster size developed the well-known semiconductor band structure from molecular orbitals [1, 2, 3]. This phenomenon corresponds to this "quantum size effect" the energy of the emitted light of the band gap between the valence band and Conductor band of the semiconductor nanoparticle [4, 5]. The blur of the wavelength of the emitted photon depends on the diameter of the dispresity certainly. Not least because of the possible applications of this optoelectronic properties in diode construction or for labeling of biomolecules semiconductor nanocrystallites have become more important in recent years gained in current research [6, 7, 8, 9].

Für den späteren kommerziellen und industriellen Einsatz von Halbleiternanopartikeln ist es nötig sie zuverlässig, in genügender Ausbeute und mit definierten Eigenschaften, möglichst monodispers, zu synthetisieren. Hierzu wurden diverse Syntheserouten vorgeschlagen: darunter sol-gel Prozesse [10], Synthesen in der Gasphase [11] und Arbeiten mit verschiedenen Organometallverbindungen [12, 13, 14].For the later commercial and industrial use of semiconductor nanoparticles it is necessary you reliable, in sufficient Yield and with defined properties, preferably monodisperse, to synthesize. Various synthesis routes have been proposed for this purpose, including sol-gel Processes [10], syntheses in the gas phase [11] and working with various Organometallic compounds [12, 13, 14].

Bawendi, Guyot-Sionnest und Alvisatos nutzten für die Synthese von beispielsweise Cadmiumselenid-Nanopartikeln ein System aus elementarem Selen und Dimethylcadmium, das in einer Trioctylphosphin / Trioctylphosphinoxid – Matrix (TOP/TOPO Matrix) bei hohen Temperaturen unter Inertatmosphäre zur Reaktion gebracht wurde [12, 13, 15].Bawendi, Guyot-Sionnest and Alvisatos used for the synthesis of, for example, cadmium selenide nanoparticles System of elemental selenium and dimethyl cadmium in a trioctylphosphine / Trioctylphosphine Oxide Matrix (TOP / TOPO Matrix) for reaction at high temperatures under an inert atmosphere was brought [12, 13, 15].

Die allgemein weitverbreitete Synthese von Cadmiumselenid-Nanopartikeln nach der Methode von Alvisatos und Bawendi besitzt einige Nachteile, die auf die Verwendung von Dimethylcadmium zurückzuführen sind. Dimethylcadmium (DMCd) ist die erste, gleichzeitig aber auch ungünstigste aller bisher publizierten Cadmiumquellen. DMCd ist schwer und nur in kleinen Mengen herzustellen, explodiert heftig bei Kontakt mit Wasser oder Sauerstoff, ist so instabil, dass es während der Verarbeitung zerfällt und kommerziell quasi unverfügbar ist. Daraus ergeben sich für die Synthese die Nachteile, dass es nur in kleinen Mengen handhabbar (ansonsten ist der Umgang zu gefährlich) und keine reproduzierbare Synthese möglich ist und dass hohe Reaktionstemperaturen (> 300° C) notwendig sind. Cadmiumhaltige Nanopartikel sind mit dieser Methode nicht reproduzierbar mit identischen Eigenschaften darzustellen, was ebenfalls auf die unterschiedlichen Qualitäten der diversen Dimethylcadmiumchargen zurückzuführen sein könnte.The widespread synthesis of cadmium selenide nanoparticles using the Alvisatos method and Bawendi has some drawbacks due to the use of Dimethyl cadmium are due. Dimethyl cadmium (DMCd) is the first, but also the most unfavorable of all previously published cadmium sources. DMCd is difficult and only Manufacture in small quantities, violently explodes on contact with Water, or oxygen, is so unstable that it becomes during the Processing disintegrates and commercially unavailable is. This results in The synthesis has the disadvantages that it is only manageable in small quantities (otherwise the handling is too dangerous) and no reproducible synthesis is possible and that high reaction temperatures (> 300 ° C) necessary are. Cadmium-containing nanoparticles are not with this method reproducible with identical properties, which also on the different qualities of diverse batches of dimethyl cadmium could be attributed.

Peng und Peng stellten eine Synthese von Cadmiumselenid-Nanopartikeln vor, in der sie Cadmiumoxid als Cadmiumquelle einsetzten [16]. Die hohe Qualität ihrer so gewonnen Partikel, führten sie auf die geringere Reaktivität von Cadmiumoxid im Vergleich zu Dimethylcadmium, eine daraus resultierende Keimbildungsverzögerung und eine geringere Injektionstemperatur zurück. Die Verwendung von z.B. CdO oder CdAc2 ist zwar gegenüber der Verwendung von Dimethylcadmium bevorteilt (es ist z.B. ungefährlicher; gleichzeitig ist auch die Reaktionsführung kontrollierbarer); gleichwohl bestehen immer noch Nachteile, weil kostspielige Additive notwen dig sind und die Reaktionstemperaturen immer noch über 260°C, dem Weichpunkt von Teflon, liegen.Peng and Peng presented a synthesis of cadmium selenide nanoparticles in which they used cadmium oxide as a cadmium source [16]. The high quality of the particles obtained in this way was attributed to the lower reactivity of cadmium oxide compared to dimethylcadmium, a resulting delay in nucleation and a lower injection temperature. The use of, for example, CdO or CdAc 2 is advanta- geous over the use of dimethyl cadmium (it is, for example, less dangerous; at the same time the reaction is more controllable); however, there are still disadvantages because expensive additives are necessary and the reaction temperatures are still above 260 ° C, the soft point of Teflon.

Dies zeigt, dass die Synthese von Nanopartikeln nur bei extremen Bedingungen erfolgen kann, die in der Praxis nur schlecht, unwirtschaftlich, uneffizient und u.U. auch nur unter Gefahren zu handhaben sind. Die allgemeine Synthese von II-VI Nanopartikeln verläuft in der Regel so, dass ein „koordinierendes" Medium unter Schutzgas erhitzt wird und dann eine Lösung der Reaktionsvorstufen zugespritzt wird. Alternativ kann auch einer der Reaktanden vorgelegt werden. Nach der Nukleation von Nanopartikeln erfolgt eine Wachstumsphase, bei der die Partikel bis zur gewünschten Größe wachsen gelassen werden (vgl. z.B. [17]).This shows that the synthesis of Nanoparticles can only take place under extreme conditions, which in the Practice poor, uneconomical, inefficient and possibly also can only be handled under dangers. The general synthesis of II-VI nanoparticles runs usually so that a "coordinating" Medium is heated under protective gas and then a solution of Pre-reaction is injected. Alternatively, one can the reactants are presented. After the nucleation of nanoparticles there is a growth phase in which the particles reach the desired Grow in size be left (see e.g. [17]).

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit der wirtschaftlich effektiven Synthese von Nanopartikeln unter milden Bedingungen zu schaffen.Based on this state of the art it is an object of the present invention, a possibility of economically effective synthesis of nanoparticles under mild To create conditions.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the Features of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß werden danach als Metallquelle aromatische metallorganische Verbindungen oder Metallocene eingesetzt. Besonders bevorzugt sind Naphtenate, z.B. Cadmiumnaphtenat, Cobaltnaphtenat oder auch Zinknaphtenat.According to the invention are then used as a metal source aromatic organometallic compounds or metallocenes used. Naphtenates, e.g. Cadmium naphtenate, cobalt naphtenate or also zinc naphtenate.

Der Einsatz von Cadmiumnaphtenat als Cadmiumquelle zur Herstellung von Cadmiumhaltigen Nanopartikeln ist bevorteilt, da Cadmiumnaphtenat – im Gegensatz zu Dimethylcadmium – nicht pyrophor, beständig gegen Luftsauerstoff, und leicht handhabbar ist. Cadmiumnaphtenat ist ferner preiswert und kann ohne Additive angewandt werden, es ist ungefährlich und leicht handhabbar, die Synthese kann exakt kontrolliert werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass die Reaktion bei deutlich niedrigeren Temperaturen gegenüber dem Stand der Technik nämlich unterhalb von 260° C verläuft, was für die großtechnische Synthese wichtig ist, weil Teflon (Bestandteil vieler Apparaturen) ab 260°C erweicht. Dadurch ist Cadmiumnaphtenat als Cadmiumquelle, im Hinblick auf ein späteres „scale up" der Synthese sehr gut geeignet. Durch die Verwendung von Cadmiumnaphtenat als Cadmiumquelle kann die Synthese reproduzierbar, definiert, ungefährlich und preiswert geführt werden.The use of cadmium naphtenate as a cadmium source for the production of cadmium-containing nanoparticles is advantageous since, in contrast to dimethyl cadmium, cadmium naphtenate is not pyrophoric, resistant to atmospheric oxygen, and is easy to handle. Cadmium naphtenate is also inexpensive and can be used without additives, it is harmless and easy to handle, the synthesis can be precisely controlled. Another advantage arises from the fact that the reaction occurs at significantly lower temperatures Compared to the prior art, it runs below 260 ° C, which is important for large-scale synthesis because Teflon (part of many devices) softens from 260 ° C. This makes cadmium naphtenate as a cadmium source very suitable with regard to a later "scale up" of the synthesis. By using cadmium naphtenate as a cadmium source, the synthesis can be carried out reproducibly, defined, harmlessly and inexpensively.

Durch die Erfindung wird eine Substitutionsmöglichkeit der üblicherweise als Cadmiumquelle für die Herstellung von cadmiumhaltigen Nanopartikeln verwendeten Vorstufen geschaffen. Dadurch gestaltet sich die Darstellung der Nanopartikelsynthese wesentlich einfacher und preiswerter. Cadmiumnaphtenat ist lange haltbarund ist beständig gegen Luftsauerstoff und Luftfeuchtigkeit. Es ist leicht handhabbar und ermöglicht deshalb auch im großtechnischen Maßstab die definierte Herstellung cadmiumhaltiger Nanopartikel unter relativ milden Bedingungen, mit monodispersen Durchmessern und damit exakt einstellbaren Emissionswellenlängen.The invention provides a possibility of substitution the usual as a cadmium source for the production of precursors using cadmium-containing nanoparticles created. This is how the nanoparticle synthesis is represented much easier and cheaper. Cadmium naphtenate is durable and long is constant against atmospheric oxygen and humidity. It is easy to handle and therefore enables also on an industrial scale scale the defined production of cadmium-containing nanoparticles under relative mild conditions, with monodisperse diameters and therefore exact adjustable emission wavelengths.

Das gleiche gilt analog für die Herstellung anderer Metall-Nanopartikel, z.B. zur Herstellung von Cadmium-, Cobalt- und Zink-Nanopartikeln. Andere Naphtenate mit anderen Metallen als Precursor sind denkbar.The same applies analogously to the production other metal nanoparticles, e.g. for the production of cadmium, Cobalt and zinc nanoparticles. Other naphthenates with other metals as a precursor are conceivable.

In Abhängigkeit der Wachstumstemperatur gelingt es Partikel mit spezifischen Wellenlängen und in definierten Zeitabständen zu synthetisieren. Das bedeutet, je tiefer die Temperatur gewählt wird, desto länger verzögert sich die Nukleation und die Wachstumsgeschwindigkeit, so dass den Partikeln mehr Zeit gegeben werden muss, bis sie zu bestimmten Größen bzw: Wellenlängen angewachsen sind. Die Wahl einer höheren Reaktionstemperatur führt dazu, dass sich schneller Keime bilden, diese schneller wachsen und den gewünschten Durchmesser somit schneller erreichen.Depending on the growth temperature particles with specific wavelengths and at defined time intervals succeed synthesize. That means the lower the temperature is chosen, the longer is delayed the nucleation and the growth rate, so that the particles more time must be given until they reach certain sizes or: wavelength have grown. Choosing a higher reaction temperature leads to that germs form faster, that they grow faster and that desired Reach diameter faster.

Es zeigt sich, dass bei einer höheren Reaktionstemperatur die Partikel monodisperser bezüglich ihres Durchmessers anfallen und damit die Emission schärfer wird. Die hier entwickelte Synthese bietet eine Darstellungsmethode von cadmiumhaltigen Nanopartikeln die sie einfach, schnell und zuverlässig zugänglich macht. Im Vergleich zu anderen Methoden weist sie die bislang mildesten und reproduzierbarsten Bedingungen auf.It turns out that at a higher reaction temperature the particles are monodisperse with respect their diameter and thus the emission becomes sharper. The synthesis developed here offers a representation method of Cadmium-containing nanoparticles that make them easily, quickly and reliably accessible. Compared to other methods, it has the mildest yet and most reproducible conditions.

Die derart hergestellten Nanopartikel eigenen sich als Macker für Biomoleküle, beispielsweise – aber nicht ausschließlich – für Peptide, Proteine, Antikörper, Nukleinsäuren oder Enzyme. Aufgrund der Photolumineszenz der Nanopartikel lassen sich Biomoleküle mit diesen Nanopartikeln markieren („labeln") und deren An- oder Abwesenheit in biologischen Systemen in vivo oder in vitro hochgradig effektiv detektieren. So kann selbst ein einziger Nanopartikel nachgewiesen werden. Sie weisen im Vergleich zu herkömmlichen Markierungsmethoden für Biomoleküle, beispielsweise radioaktiven Markierungen Vorteile auf, da die Verwendung derartiger Markierungen aufgrund der behördlichen Auflagen bei radioaktiven Versuchen aufwendiger und in der Regel auch sehr kostenintensiv sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fluoreszenzmarkierungen ermöglichen die erfindungsgemäßen Nanopartikel einen wesentlich empfindlicheren Nachweis und sind mithin ebenfalls bevorteilt. Gleichermaßen lassen sich die erfindungsgemäßen Nanopartikel auch zur Markierung bei physikalisch-chemischen Verfahren einsetzen. Ferner kommt neben dem Einsatz in der Biotechnologie, Medizin, Biochemie auch die Verwendung bei Leuchtstoffen, Farbstoffen, Solarzellen oder zahlreiche weitere elektro-optische Applikationen in Betracht.The nanoparticles produced in this way are suitable as a bully for biomolecules for example - but not exclusively - for peptides, Proteins, antibodies, nucleic acids or enzymes. Leave due to the photoluminescence of the nanoparticles themselves biomolecules mark with these nanoparticles ("label") and their attachment or Absence in biological systems highly in vivo or in vitro detect effectively. In this way, even a single nanoparticle can be detected become. They point in comparison to conventional marking methods for biomolecules, for example radioactive labels have advantages because of the use of such Markings due to regulatory Requirements for radioactive experiments are more complex and usually are also very expensive. In contrast to conventional ones Allow fluorescent labels the nanoparticles according to the invention a much more sensitive detection and are therefore also favors. equally the nanoparticles of the invention also used for marking in physico-chemical processes. In addition to the use in biotechnology, medicine, biochemistry also for use with phosphors, dyes, solar cells or numerous other electro-optical applications.

Die Größe der nach diesem Verfahren hergestellten Nanopartikel variiert und resultiert aus der Keim- bzw. Wachstumsgeschwindigkeit, die wiederum von der Reaktionstemperatur abhängig ist. Die Wachstumszeit, die nach der Nukleation beginnt, hängt von der Wachstumstemperatur ab und kann von Sekunden bis zu Tagen dauern. Üblicherweise wird die Wachstumstemperatur so gewählt, dass das Partikelwachstum in einigen Minuten bis wenigen Stunden abgeschlossen ist. Bevorzugte Durchmesser der Nanopartikel liegen zwischen 0,5 nm und 15-20 nm. Besonders bevorzugt sind Nanopartikel mit einem Durchmesser von 1 bis 5 nm.The size of the procedure produced nanoparticles varies and results from the germ or Growth rate, which in turn depends on the reaction temperature dependent is. The growing time that begins after nucleation depends on the growth temperature and can last from seconds to days. Usually the growth temperature is chosen so that the particle growth is completed in a few minutes to a few hours. preferred Diameters of the nanoparticles are between 0.5 nm and 15-20 nm. Nanoparticles with a diameter of are particularly preferred 1 to 5 nm.

Als bevorzugte Reaktionstemperatur hat sich eine Temperaturbereich zwischen 60°C und 300°C erwiesen, besonders bevorzugt allerdings zwischen 150°C und 250°C.As the preferred reaction temperature has proven a temperature range between 60 ° C and 300 ° C, particularly preferred however between 150 ° C and 250 ° C.

In diesem Temperaturbereich erfolgt beispielsweise die Präparation von Nanopartikeln mit Cadmiumnaphtenat. Üblicherweise werden ein oder mehrere Reaktionsvorstufen (z.B. in Lösung gebrachtes Selen) bei einer Temperatur 10-30K über der Wachstumstemperatur zugespritzt. Die Synthese verläuft typischerweise in einem koordinierenden Medium wie Trioctylphosphinoxid (TOPO), Trioctylamin (TOA), Hexadecylamin (HDA) oder in anderen Aminen, Phosphinoxiden, Carbonsäuren o.ä.Is done in this temperature range for example the preparation of nanoparticles with cadmium naphtenate. Usually a or several reaction precursors (e.g. selenium brought into solution) in one Temperature 10-30K above injected the growth temperature. The synthesis typically proceeds in a coordinating medium such as trioctylphosphine oxide (TOPO), Trioctylamine (TOA), hexadecylamine (HDA) or in other amines, Phosphine oxides, carboxylic acids etc.

Die Emissionsmaxima der beispielsweise derart synthetisierten Cadmiumselenid-Nanopartikel liegen zwischen 490 nm und 700 nm.The emission maxima of, for example Cadmium selenide nanoparticles synthesized in this way lie between 490 nm and 700 nm.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung einer Vielzahl von Nanopartikeln geeignet, nicht nur den beschriebenen Seleniden, sondern auch Telluriden, wie z.B. Cadmiumtelluriden, aber grundsätzlich auch für alle sogenannten II-VI Halbleiternanopartikel wie CdS, CdSe, CdTe, ZnS etc.. Im Sinne der Erfindung werden auch ausdrücklich Legierungen wie beispielsweise (aber nicht ausschließlich) CdZnS, HgCdSe, MnZnO o.ä. als erfindungsgemäße Nanopartikel angesehen.The method according to the invention is for production a variety of nanoparticles, not just the ones described Selenides, but also tellurides, e.g. Cadmiumtelluriden, but basically also for all so-called II-VI semiconductor nanoparticles such as CdS, CdSe, CdTe, ZnS etc. In the sense of the invention, alloys such as, for example, are also expressly used (but not exclusively) CdZnS, HgCdSe, MnZnO or similar as nanoparticles according to the invention considered.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung ist in den anliegenden Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend auch anhand von Beispielen und Versuchsreihen zur Parameteroptimierung näher beschrieben. Es zeigt:Further advantageous measures are contained in the remaining subclaims. The invention is illustrated in the accompanying drawings and is also described below with the aid of examples and test runs hen described in more detail for parameter optimization. It shows:

1 Fluoreszenzspektren von Cadmiumselenidnanopartikeln. Bei gleichen Bedingungen bezüglich Reaktionszeit (fünf Minuten) und Reaktionstemperatur (250°C) und diversen Injektionstemperaturen. 1 Fluorescence spectra of cadmium selenide nanoparticles. Under the same conditions regarding reaction time (five minutes) and reaction temperature (250 ° C) and various injection temperatures.

2 Reaktionstemperaturabhängigkeit der Emmisionsmaximalage der gebildeten Cadmiumselenidnanopartikel. 2 Reaction temperature dependence of the maximum emission position of the formed cadmium selenide nanoparticles.

3 Zusammenhang zwischen Partikeldurchmesser und Temperatur bei der sie gebildet werden. 3 Relationship between particle diameter and temperature at which they are formed.

4 Transelektronenmikroskopiebilder von Cadmiumselenidnanopartikeln, die bei unterschiedlichen Reaktionstemperaturen gebildet wurden. a 180° C, b 200°C, c 220°C, d 250°C. 4 Transelectron microscopy images of cadmium selenide nanoparticles that were formed at different reaction temperatures. a 180 ° C, b 200 ° C, c 220 ° C, d 250 ° C.

5 Abhängigkeit der Emissionsmaxima von Cadmiumselenidnanopartikeln von der Reaktionszeit bei konstanter Reaktionstemperatur (250°C). 5 Dependence of the emission maxima of cadmium selenide nanoparticles on the reaction time at constant reaction temperature (250 ° C).

6 Direkte Abhängigkeit der Emissionsmaxima der Cadmiumselenidnanopartikel von der Reaktionszeit. 6 Direct dependence of the emission maxima of the cadmium selenide nanoparticles on the reaction time.

7 Abhängigkeit der Bildung von Cadmiumselenidnanopartikeln von der Zeit bei verringerter Reaktionstemperatur (220°C). 7 Dependence of the formation of cadmium selenide nanoparticles on time at a reduced reaction temperature (220 ° C).

Ausführungsbeispielembodiment

261 mg Cadmiumnaphtenat (17.2%) (entspricht 0.4 mmol Cadmium) werden mit Trioctylphosphinoxid (TOPO) auf 4 g Gesamtgewicht aufgefüllt. Dieses Gemisch wird in einem Schlenkkolben unter ständigem Evakuieren und Wieder-Belüften unter N2 auf 200°C erwärmt. Anschließend wird die Lösung in Inertatmosphäre bis auf die gewünschte Injektionstemperatur (z. B. 250°C) erhitzt. Bei dieser Temperatur werden 41 mg (0.51 mmol) Selen gelöst in 2.4 ml (Trioctylphosphin) TOP injiziert. Der Reaktionsmischung wird erlaubt sich auf die gewünschte Wachstumstemperatur (z. B. 220° C) abzukühlen. Bei dieser Temperatur wird das Reaktionsgemisch so lange gerührt, bis die Partikel die gewünschte Größe erreicht haben (z. B. ca. 5 min für 3 nm). Anschließend lässt man auf 80°C abkühlen und fällt die entstandenen Nanopartikel mit trockenem Methanol. Die Partikel werden zentrifugiert, mit Methanol gewaschen und in CHCl3 redispergiert. Die so gewonnenen Cadmiumselenidnanopartikel werden mittels Fluoreszenzspektroskopie und Transelektronenmikroskopie (TEM) charakterisiert.261 mg cadmium naphtenate ( 17 .2%) (corresponds to 0.4 mmol cadmium) are made up to 4 g total weight with trioctylphosphine oxide (TOPO). This mixture is heated to 200 ° C. in a Schlenk flask with constant evacuation and re-venting under N 2 . The solution is then heated in an inert atmosphere to the desired injection temperature (e.g. 250 ° C). At this temperature, 41 mg (0.51 mmol) of selenium dissolved in 2.4 ml (trioctylphosphine) TOP are injected. The reaction mixture is allowed to cool to the desired growth temperature (e.g. 220 ° C). The reaction mixture is stirred at this temperature until the particles have reached the desired size (for example about 5 min for 3 nm). Then allowed to cool to 80 ° C and the resulting nanoparticles are precipitated with dry methanol. The particles are centrifuged, washed with methanol and redispersed in CHCl 3 . The cadmium selenide nanoparticles obtained in this way are characterized by means of fluorescence spectroscopy and transelectron microscopy (TEM).

Die Ausbeuten solcher Präparationen hängen ganz entscheiden von den gewählten Syntheseparametern ab. Die erfindungsgemäßen Nanopartikel werden als Keime aus den Edukten gebildet, wobei nach und nach die Edukte verbraucht werden; beispielsweise (zur Veranschaulichung):

Figure 00070001
The yields of such preparations depend entirely on the chosen synthesis parameters. The nanoparticles according to the invention are formed as nuclei from the educts, the educts being gradually consumed; for example (for illustration):
Figure 00070001

Die Ausbeute hängt also von der gewünschten Partikelgröße ab. Im folgenden wird die Optimierung der Syntheseparameter beschrieben. Aus der Optimierung sind unmittelbar auch die Vorteile der Erfindung erkennbar: The yield depends on the desired one Particle size. in the The optimization of the synthesis parameters is described below. The advantages of the invention also result directly from the optimization recognizable:

1. Als erstes wurde der Einfluss der Temperatur, bei der das Selen in die Reaktionslösung gebracht wird auf die physikalischen Eigenschaften der hieraus gewonnen Partikel untersucht. Hierzu wurde das in TOP gelöste Selen bei Temperaturen von 250°C, 270°C, 275°C und 300°C zu dem Cadmiumnaphtenat/TOPO Gemisch injiziert. Bei vier Experimenten wurde die Reaktionstemperatur für jeweils fünf Minuten nach der Injektion konstant bei 250°C gehalten. Anschließend wurden die Partikel isoliert, gereinigt und mittels Fluoreszenzspektroskopie und Transelektronenmikroskopie (TEM) analysiert. 1 zeigt die Fluoreszenzspektren von vier Proben. Die Emissionsmaxima aller vier Proben liegen bei 590 nm. Die in 1 zu erkennenden geringen Abweichungen stehen nicht im Zusammenhang mit der jeweiligen Injektionstemperatur. Der Durchmesser der Nanopartikel wurde im TEM zu durchschnittlich 3.54 nm bestimmt.1. First, the influence of the temperature at which the selenium is introduced into the reaction solution on the physical properties of the particles obtained from it was investigated. For this purpose, the selenium dissolved in TOP was injected at temperatures of 250 ° C, 270 ° C, 275 ° C and 300 ° C to the cadmium naphtenate / TOPO mixture. In four experiments, the reaction temperature was kept constant at 250 ° C. for five minutes after the injection. The particles were then isolated, cleaned and analyzed by means of fluorescence spectroscopy and transelectron microscopy (TEM). 1 shows the fluorescence spectra of four samples. The emission maxima of all four samples are 590 nm. The in 1 The slight deviations that can be identified are not related to the respective injection temperature. The average diameter of the nanoparticles in the TEM was 3.54 nm.

2. Da aus diesen Befunden noch kein Zusammenhang zwischen der Temperatur, bei der die Selenlösung zur Reaktion gegeben wird, und dem durchschnittlichen Durchmesser bzw. den vom Durchmesser abhängigen physikalischen Eigenschaften der Nanopartikel abgeleitet werden konnte, ferner keine Abhängigkeit der untersuchten Eigenschaften der Partikel von der Injektionstemperatur des zweiten Edukts feststellbar war, wurde der Einfluss der Reaktionstemperatur auf die Bildung der Partikel untersucht. In einer Versuchsreihe, wurde die Selenlösung bei 250°C zur Cadmiumquelle Cadmiumnaphtenat gegeben. Der Reaktion wurde hierauf bei 180°C, 200°C, 220°C und 250° C je fünf Minuten Zeit gegeben sich zu etablieren. Anschließend wurden die Partikel gefällt, gewaschen und ebenfalls mit Hilfe von Fluoreszenzspektroskopie und TEM untersucht. In 2 sind die Spektren von vier Proben gezeigt. Es sind die Emissionswellenlängen gegen die relativen Intensitäten aufgetragen. Es ist eine Rotverschiebung der Emissionsmaxima mit steigender Reaktionstemperatur zu erkennen. Das Maximum der Partikel die bei 180°C entstanden liegt mit 520 nm am tiefsten. Die bei 200°C und 220°C gebildeten Partikel zeigen je ein Maximum in der Emission bei Wellenlängen von 537 nm und 560 nm. Die Teilchen, die aus der Reaktion zu 250°C gewonnen wurden emittieren mit 579 nm am weitesten rotverschoben. Es fällt auf, dass mit höherer Reaktionstemperatur die Qualität der Partikel bezüglich ihrer Monodispersität besser wird. Die bei 180°C und 200°C gewonnen Partikel zeigen eine breite Bande mit kaum Intensität. Während die Spektren der bei 200°C und 250°C gewachsenen Partikel mit Halbwertsbreiten von ca. 39 nm sehr schartbandig bezüglich ihrer Emission sind. Diese Beobachtung deutet auf eine Keimbildungsverzögerung, die von der Reaktionstemperatur abhängt, hin. In 3 ist die Reaktionstemperatur gegen den durchschnittlichen Partikeldurchmesser aufgetragen. Hieraus ergibt sich ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem Durchmesser und damit dem Emissionsmaximum. Die TEM-Aufnahmen in 4 zeigen die bei den jeweiligen Reaktionstemperaturen gewonnenen Partikel. So lassen sich die Teilchen mit den durchschnittlichen Durchmessern 2.09 nm (4 a) und 2.79 nm (4 b) den Reaktionen zu 180°C und 200°C zuordnen. Die Partikel mit den durchschnittlichen Durchmessern 3.39 nm (4 c) und 3.79 nm (4 d) wurden aus den Reaktionen bei 220°C und 250°C gewonnen. 4 verdeutlicht nochmals den Zusammenhang zwischen Reaktionstemperatur und Durchmesser. Aus der Versuchsreihe ergibt sich, dass Durchmesser und Emissionsmaximum der Partikel in dem angewandten Synthesesystem durch eine geeignete Wahl der Reaktionstemperatur exakt eingestellt werden können. Eine höher gewählte Reaktionstemperatur führt zu Partikeln mit größeren, monodispersen Durchmessern und damit zu einer scharfbandigen Emission. Hieraus ergab sich, dass eine Kombination von 250°C für die Injektion und von 220°C für die Reaktion ein gute Basis für weitere Versuche war.2. Since no relationship between the temperature at which the selenium solution is added to the reaction and the average diameter or the physical properties of the nanoparticles, which depend on the diameter, could be derived from these findings, nor did the properties of the particles investigated depend on the Injection temperature of the second educt was found, the influence of the reaction temperature on the formation of the particles was examined. In a series of experiments, the selenium solution was added to the cadmium source cadmium naphtenate at 250 ° C. The reaction was then given five minutes at 180 ° C, 200 ° C, 220 ° C and 250 ° C to establish. The particles were then precipitated, washed and also examined using fluorescence spectroscopy and TEM. In 2 the spectra of four samples are shown. It is the emission wavelengths against the relative In intensities applied. A red shift in the emission maxima can be seen with increasing reaction temperature. The maximum of the particles that were created at 180 ° C is lowest at 520 nm. The particles formed at 200 ° C and 220 ° C each show a maximum in the emission at wavelengths of 537 nm and 560 nm. The particles which were obtained from the reaction at 250 ° C emit most red-shifted at 579 nm. It is striking that the higher the reaction temperature, the better the quality of the particles in terms of their monodispersity. The particles obtained at 180 ° C and 200 ° C show a broad band with hardly any intensity. While the spectra of the particles grown at 200 ° C and 250 ° C with half-widths of approx. 39 nm are very sharp-banded with regard to their emission. This observation suggests a nucleation delay that depends on the reaction temperature. In 3 the reaction temperature is plotted against the average particle diameter. This results in an almost linear relationship between the temperature and the diameter and thus the emission maximum. The TEM recordings in 4 show the particles obtained at the respective reaction temperatures. This is how the particles with the average diameters can be 2 .09 nm ( 4 a) and 2.79 nm ( 4 b) assign the reactions to 180 ° C and 200 ° C. The particles with the average diameters 3 .39 nm ( 4 c) and 3.79 nm ( 4 d) were obtained from the reactions at 220 ° C and 250 ° C. 4 again illustrates the relationship between reaction temperature and diameter. From the test series it follows that the diameter and maximum emission of the particles in the synthetic system used can be set exactly by a suitable choice of the reaction temperature. A higher reaction temperature leads to particles with larger, monodisperse diameters and thus to a sharp-band emission. As a result, a combination of 250 ° C for the injection and 220 ° C for the reaction was a good basis for further experiments.

3. Da die Bildungsreaktion der Cadmiumselenid-Nanopartikel von der Reaktionstemperatur abhing, wurde im folgenden der Einfluss der Reaktionszeit untersucht. Hierzu wurde das Cadmiumnaphtenat-TOPO-Gemisch auf 250°C erwärmt und bei dieser Temperatur die Selenlösung zugegeben. Diese Mischung wurde für jeweils eine, zwei, fünf, zehn und 30 Minuten bei einer Reaktionstemperatur von 220°C gerührt. Nachdem die Partikel isoliert und gereinigt waren, wurden sie mittels Fluoreszenzspektroskopie untersucht. In 5 sind in den jeweiligen Spektren die Emissionswellenlängen gegen die relativen Intensitäten aufgetragen. Erwartungsgemäß erkennt man eine Rotverschiebung der Emissionsmaxima mit ansteigender Reaktionszeit. Bei dem Spektrum, das einer Reaktionszeit von einer Minute entspricht, ist kein ausgeprägtes Maximum zu erkennen, es sind keine photoluminszierende Partikel entstanden. Nach einer Reaktionszeit von zwei Minuten zeigt das Spektrum ein Maximum bei 542 nm mit 75% Intensität im Vergleich zu den restlichen Maxima.3. Since the formation reaction of the cadmium selenide nanoparticles depended on the reaction temperature, the influence of the reaction time was examined below. For this purpose, the cadmium naphtenate-TOPO mixture was heated to 250 ° C. and the selenium solution was added at this temperature. This mixture was stirred for one, two, five, ten and 30 minutes at a reaction temperature of 220 ° C. After the particles were isolated and cleaned, they were examined by fluorescence spectroscopy. In 5 the emission wavelengths are plotted against the relative intensities in the respective spectra. As expected, a red shift in the emission maxima can be seen with increasing reaction time. In the spectrum, which corresponds to a reaction time of one minute, no pronounced maximum can be seen, and no photoluminescent particles have formed. After a reaction time of two minutes, the spectrum shows a maximum at 542 nm with 75% intensity compared to the remaining maxima.

Eine Reaktionszeit von fünf Minuten liefert Partikel, die bei 562 nm maximal emittieren. Reaktionszeiten von zehn und 30 Minuten entsprechen Maximalagen von 584 nm und 598 nm im jeweiligen Spektrum. Alle vier Maxima zeigen eine Halbwertsbreite von ca. 50 nm, wenngleich auch eine Halbwertsbreite von 35 nm erreicht werden konnte. Das deutet an, dass die Größenverteilung der mittleren Partikeldurchmesser nur von der Reaktionstemperatur nicht aber von der Reaktionszeit bestimmt werden. 6 trägt die Reaktionszeit gegen die Wellenlänge auf. Man erkennt eine logarithmische Abhängigkeit der Emissionsmaxima von den Reaktionszeiten. Diese Figur zeigt deutlich, dass längere Reaktionszeiten eine größere Rotverschiebung der Emissionsmaxima zur Folge haben. Es ist eindeutig, dass die Eigenschaften der entstehenden Partikel über die Reaktionszeit beeinflusst werden können.A reaction time of five minutes provides particles that emit at a maximum at 562 nm. Response times of ten and 30 minutes correspond to maximum layers of 584 nm and 598 nm in the respective spectrum. All four maxima show a half width of approximately 50 nm, although a half width of 35 nm could also be achieved. This indicates that the size distribution of the mean particle diameter is determined only by the reaction temperature and not by the reaction time. 6 plots the response time against the wavelength. A logarithmic dependence of the emission maxima on the reaction times can be seen. This figure clearly shows that longer reaction times result in a larger red shift in the emission maxima. It is clear that the properties of the resulting particles can be influenced over the reaction time.

7 zeigt die Spektren der Partikel, die aus einer weiteren Versuchsreihe gewonnen wurden. In dieser Reihe wurde die Selenlösung bei einer Temperatur von 220°C zu dem Cadmiumprecursor gegeben und die Mischung dann für 2, 10 und 30 Minuten bei einer Temperatur von 200°C gerührt. Die Figur macht deutlich, dass nach 2 und 10 Minuten keine Partikel mittels Fluoreszenzspektroskopie detektiert werden können. Nach einer Reaktionszeit von 30 Minuten konnten Partikel gewonnen werden, die ein Emissionsmaximum bei einer Wellenlänge von 571 nm besitzen. Somit liegt das Maximum der Emission dieser Partikel um 29 nm tiefer als das der Vergleichbaren aus der vorherigen Versuchsreihe. Der Vergleich der 5 und 7 macht den Einfluss von Reaktionszeit und Reaktionstemperatur auf die untersuchten physikalischen Eigenschaften der Cadmiumselenid-Nanopartikel deutlich. Es ist ersichtlich, dass die Lage des Emissionsmaximums der synthetisierten Partikel unmittelbar von der Reaktionstemperatur und der Reaktionszeit abhängen und somit ihre Eigenschaften direkt bei der Darstellung durch die geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen beeinflussbar sind. Auffällig ist, dass bei der Synthese mit Cadmiumnaphtenat keine Partikel entstanden, deren Emissionsmaximum unterhalb 500 nm lag. 5 deutet darauf hin, dass es mit dieser Methode nicht möglich ist Partikel mit einer Photolumineszenz unterhalb 500 nm darzustellen. Nach einer Minute Reaktionszeit war kein Maximum im Spektrum zu beobachten, nach zwei Minuten lag das Maximum bereits bei 540 nm. Die Senkung der Reaktionstemperatur verzögerte die Keimbildung weiter, so dass nach zehn Minuten keine Partikel gebildet waren. 7 shows the spectra of the particles obtained from another series of experiments. In this series, the selenium solution was added to the cadmium precursor at a temperature of 220 ° C and the mixture was then stirred at a temperature of 200 ° C for 2, 10 and 30 minutes. The figure shows that after 2 and 10 minutes no particles can be detected using fluorescence spectroscopy. After a reaction time of 30 minutes, particles were obtained which have an emission maximum at a wavelength of 571 nm. The maximum emission of these particles is thus 29 nm lower than that of the comparable ones from the previous test series. The comparison of the 5 and 7 highlights the influence of reaction time and reaction temperature on the investigated physical properties of the cadmium selenide nanoparticles. It can be seen that the position of the emission maximum of the synthesized particles depends directly on the reaction temperature and the reaction time and thus their properties can be influenced directly by the appropriate choice of the reaction conditions. It is striking that the synthesis with cadmium naphtenate did not produce any particles whose emission maximum was below 500 nm. 5 indicates that it is not possible with this method to display particles with a photoluminescence below 500 nm. After a one minute reaction time, no maximum was observed in the spectrum, after two minutes the maximum was already at 540 nm. The lowering of the reaction temperature further delayed the nucleation, so that no particles were formed after ten minutes.

LiteraturlisteBibliography

  • [1] L. E. Brus, J. Chem. Phys., 1983, 79, 5566-5571.[1] L.E. Brus, J. Chem. Phys., 1983, 79, 5566-5571.
  • [2] L. E. Brus, J. Chem. Phys., 1984, 80, 4403-4409.[2] L.E. Brus, J. Chem. Phys., 1984, 80, 4403-4409.
  • [3] G. T. Einevoll, Physical Reviews B, 1992, 45, 3410-3417.[3] G. T. Einevoll, Physical Reviews B, 1992, 45, 3410-3417.
  • [4] D. Bertram, H. Weller, Physik Journal, 2002, 1, 47-52.[4] D. Bertram, H. Weller, Physik Journal, 2002, 1, 47-52.
  • [5] U. Banin et aI. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 2673-2674.[5] U. Banin et al. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 2673-2674.
  • [6] C. N. R. Rao, G. U. Kulkarni, P. J. Thomas, P. P. Edwards, Chem. Soc. Rev., 2000, 29 27.[6] C.N.R. Rao, G.U. Kulkarni, P.J. Thomas, P.P. Edwards, Chem. Soc. Rev., 2000, 29 27.
  • [7] D. L. Klein, R. Roth, A. K. L. Lim, A. P. Alvisatos, P. L. McEuen, Nature, 1997, 389, 699.[7] D. L. Klein, R. Roth, A. K. L. Lim, A. P. Alvisatos, P. L. McEuen, Nature, 1997, 389, 699.
  • [8] M. Bruchez, M. Moronne, P. Gin, S. Weiss, A. P. Alvisatos, Science, 1998, 281, 2013.[8] M. Bruchez, M. Moronne, P. Gin, S. Weiss, A. P. Alvisatos, Science, 1998, 281, 2013.
  • [9] M. L. Steigerwald, A. P. Alvisatos, J. M. Gibson, T. D. Harris, R. Kortan, A. J. Muller, A. M. Thayer, T. M. Duncan, D. C. Douglas, L. E. Brus, J. Am. Chem. Soc., 1998, 110, 3046.[9] M.L. Steigerwald, A.P. Alvisatos, J.M. Gibson, T.D. Harris, R. Kortan, A.J. Muller, A.M. Thayer, T.M. Duncan, D. C. Douglas, L.E. Brus, J. Am. Chem. Soc., 1998, 110, 3046.
  • [10] E. Lifshitz, I. Dag, I. Litvin, G. Hodes, S. Gorer, R. Reisfeld, M. Zelner, N. Minti, Chem. Phys. Lett., 1998, 288, 188.[10] E. Lifshitz, I. Dag, I. Litvin, G. Hodes, S. Gorer, R. Reisfeld, M. Zelner, N. Minti, Chem. Phys. Lett., 1998, 288, 188.
  • [11] N. L. Pickett, F. G. Riddle, D. F. Foster, d. J. Cole-Hammilton, J. R. Fryer, J. Mater. Chem., 1997, 7, 1855.[11] N.L. Pickett, F.G. Riddle, D.F. Foster, d. J. Cole-Hammilton, J.R. Fryer, J. Mater. Chem., 1997, 7, 1855.
  • [12] C. B. Murray, D. J. Norris, M. g. Bawendi, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 8706-8715.[12] C. B. Murray, D. J. Norris, M. g. Bawendi, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 8706-8715.
  • [13] M. A. Hines, P. Guyot-Sionnest, J. Am. Chem. Soc., J. Phys. Chem., textbf1996, 100, 468-471.[13] M. A. Hines, P. Guyot-Sionnest, J. Am. Chem. Soc., J. Phys. Chem., Textbf1996, 100, 468-471.
  • [14] J. Hambrock, A. Birkner, R. A. Fischer, J. Mater. Chem., 2001, 11, 3197-3201.[14] J. Hambrock, A. Birkner, R. A. Fischer, J. Mater. Chem., 2001, 11, 3197-3201.
  • [15] J. E. Bowen Katari, V. L. Colvin, A. P. Alvisatos, J. Phys. Chem., 1994, 98, 4109-4117.[15] J.E. Bowen Katari, V.L. Colvin, A.P. Alvisatos, J. Phys. Chem., 1994, 98, 4109-4117.
  • [16] Z. A. Peng, X. Peng, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 183-184.[16] Z.A. Peng, X. Peng, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 183-184.
  • [17] Murray, C. B.; Nonis, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706-8715[17] Murray, C. B .; Nonis, D.J .; Bawendi, M.G.J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706-8715

Claims (16)

Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln auf der Basis von metallorganischen Verbindungen und Derivaten davon, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallquelle aromatische metallorganische Verbindungen oder Metallocene eingesetzt werden.Process for the production of nanoparticles based on organometallic compounds and derivatives thereof, characterized in that aromatic organometallic compounds or metallocenes are used as the metal source. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als aromatische metallorganische Verbindungen (Precursor) Metallnaphtenate verwendet werden.A method according to claim 1, wherein as aromatic organometallic Compounds (precursor) metal naphtenates are used. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Cadmiumnaphtenate, Cobaltnaphtenate oder Zinknaphtenate bevorzugt sind.The method of claim 2, wherein cadmium naphtenates, cobalt naphtenates or zinc naphtenates are preferred. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach diesem Verfahren insbesondere II-VI-Halbleiternanopartikel hergestellt werden.Method according to one or more of the preceding claims, wherein according to this process, in particular II-VI semiconductor nanoparticles getting produced. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Cadmiumselenid-Nanopartikel hergestellt werden.Method according to one or more of the preceding claims, wherein Cadmium selenide nanoparticles are produced. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Selenquelle in Lösung gebrachtes elementares Selen verwendet wird.A method according to claim 5, characterized in that as Selenium source in solution brought elemental selenium is used. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lösungsmittel ausgewählt sind aus Trioctylphosphin, Trioctylphosphinoxid, Hexadecylamin oder anderen Aminen, Phosphinoxiden oder Carbonsäuren.Method according to one or more of the preceding claims, wherein the solvents selected are made of trioctylphosphine, trioctylphosphine oxide, hexadecylamine or other amines, phosphine oxides or carboxylic acids. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bevorzugte Reaktionstemperatur zur Herstellung der Nanopartikel zwischen 60°C und 300°C liegt.Method according to one or more of the preceding claims, wherein the preferred reaction temperature for the production of the nanoparticles between 60 ° C and 300 ° C lies. Verfahren nach Anspruch 8, wobei besonders bevorzugt ein Temperaturbereich zwischen 150°C und 250°C ist.The method of claim 8, wherein a temperature range is particularly preferred between 150 ° C and 250 ° C is. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wobei der Durchmesser der Nanopartikel bevorzugt zwischen 0,5 nm und 20 nm liegt.Method according to one or more of the preceding claims, wherein, the diameter of the nanoparticles preferably between 0.5 nm and is 20 nm. Verfahren nach Anspruch 10, wobei! der Durchmesser der Nanopartikel besonders bevorzugt zwischen 1 bis 5 nm liegt.The method of claim 10, wherein! the diameter of the nanoparticles is particularly preferably between 1 and 5 nm. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wobei die Emissionsmaxima der synthetisierten Nanopartikeln zwischen 490 nm und 700 nm liegen.Method according to one or more of the preceding claims, wherein, the emission maxima of the synthesized nanoparticles between 490 nm and 700 nm are. Cadmiumselenid-Nanopartikel, hergestellt durch das Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 12.Cadmium selenide nanoparticles made by the process according to claims 1 to 12th Cadmiumtellurid-Nanopartikel, hergestellt durch das Verfahren gemäß den Ansprüche 1 bis 12.Cadmium telluride nanoparticles made by the process according to claims 1 to 12th Cadmiumhaltige Nanopartikel nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Einstrahlwellenlängen zur Erzielung einer maximalen Emission zwischen 380 nm und 450 nm liegen.The cadmium-containing nanoparticles according to claim 13 or 14, wherein the irradiation wavelengths to achieve a maximum emission between 380 nm and 450 nm lie. Verwendung der Nanopartikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 als photolumineszierende Partikel zur Markierung von Biomolekülen.Use of the nanoparticles according to one or more of claims 1 to 15 as photoluminescent particles for labeling biomolecules.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19933104A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-18 Ingo Klimant Phosphorescent micro- and nanoparticles as reference standards and phosphorescence markers
US6268041B1 (en) * 1997-04-11 2001-07-31 Starfire Electronic Development And Marketing, Inc. Narrow size distribution silicon and germanium nanocrystals

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268041B1 (en) * 1997-04-11 2001-07-31 Starfire Electronic Development And Marketing, Inc. Narrow size distribution silicon and germanium nanocrystals
DE19933104A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-18 Ingo Klimant Phosphorescent micro- and nanoparticles as reference standards and phosphorescence markers

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Hambrock, A. Birkner, R.A. Fischer: "The Synthesis of CdSe Nanoparticles using various Organometallic Cadmium Precursors", J. Mater. Chem. 11 (2001) 3197-3201 *
M. Azad Malik, Neerish Revaprasadu M., Paul O'Brien: "Air-stable single-source precursors for the synthesis of chalcogenide semiconductor nanoparticles", Chem. Mater. 2001, 13, 913-920 *
R. Neuendorf, A. Brysch, G. Bour, U. Kreibig: "Optical properties of II-VI semiconductor nanoparticles", Proceedings of the SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2001, USA, 4456 39-47 *
T. Trindade, P. O'Brien: "A single source approach to the synthesis of CdSe nanocrystrallites", Adv. Mater. 1996, 8, Nr. 2, 161-163
T. Trindade, P. O'Brien: "A single source approachto the synthesis of CdSe nanocrystrallites", Adv. Mater. 1996, 8, Nr. 2, 161-163 *

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