RU2459311C2 - Способ получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц - Google Patents
Способ получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459311C2 RU2459311C2 RU2010145191/28A RU2010145191A RU2459311C2 RU 2459311 C2 RU2459311 C2 RU 2459311C2 RU 2010145191/28 A RU2010145191/28 A RU 2010145191/28A RU 2010145191 A RU2010145191 A RU 2010145191A RU 2459311 C2 RU2459311 C2 RU 2459311C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanoparticles
- chalcogenide nanoparticles
- salts
- reaction
- organic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению полупроводниковых наноматериалов. Сущность изобретения: в способе получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц из соли металла подгруппы цинка, элементного халькогена и органического восстановительного активатора, в качестве органического активатора используют s-алкилизотиурониевые соли. Изобретение обеспечивает расширение ассортимента исходных реагентов, устраняет использование дурнопахнущих реагентов, обеспечивает стабилизацию дисперсной системы. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к получению полупроводниковых наноматериалов. Такие материалы применяются в электронике для создания оптических фильтров, в химии для разложения воды под действием света, в медицине в виде «квантовых точек» для диагностики онкологических заболеваний. Химические формулы халькогенов АIIBIV, где АII - металл подгруппа цинка (Zn, Cd, Hg), ВIV - халькоген (S, Se, Te). Наночастицы этих полупроводников, соизмеримые с длиной волны Де-Бройля, называют квантовыми точками из-за особых квантово-размерных эффектов.
Известно получение халькогенидных наночастиц путем обменной реакции в системе обратных мицелл (Робинсон и др. Синтез и выделение икрочастиц в системе обратных мицелл. В сборнике «Структура и реактивность в обратных мицеллах», под ред. Пилени, Токио, 1989, с.198). Получаемые данным способом наночастицы имеют непродолжительное время существования в углеводородных растворителях. Для стабилизации дисперсных систем в реакционную смесь добавляют лиганды, ПАВ, тиолы (Губин С.П., Катаева Н.А., Хомутов Г.В. // Изв. АН. Сер. хим. 2005. №4. С.811).
Наиболее близким к предлагаемому способом по техническому решению является синтез халькогенидных наночастиц в системе гидразингидрат-щелочь (Патент РФ 2366541 (13) С2, B22F 9/24 (2006.01), Леванова Е.П. и др. Полифункциональные материалы и нанотехнологии. Сборник статей /под ред. Г.Е. Дунаевского и др. -Томск, 2008. Том 1. - С.262).
Известный способ получения халькогенидных наночастиц состоит из реакции соли металла (МеХ2, где Me - Zn2+, Cd2+, Hg2+, a X - Сl-, Br-, NO3 -, СН3СОО-) c элементным халькогеном (S, Se, Те) и одновременно органическим дихалькогенидом R2Y (Y- S, Se, Те; R - органический радикал) в системе гидразингидрат - щелочь. В этой системе наблюдается восстановительная активация халькогена и дихалькогенида, например диалкилдисульфида R-S-S-R
Полученные гомогенные растворы объединяют и добавляют к водному раствору соли МеХ2
R=СН3, С2Н5, НОСН2СН2-, n-C8H17 и др. n=10-30, m=8-24.
В результате образуются частицы следующего строения MenYm(YR)6 размером от 5 до 30 нм. На поверхности наночастиц находятся органические радикалы.
Недостаток способа - использование дурнопахнущих органических дихалькогенидов, что удорожает способ получения в связи с ужесточением охраны труда, малой скорости реакции (2) вследствие плохой растворимости дихалькогенидов в воде.
Технической задачей изобретения является расширение ассортимента исходных реагентов, замена дурнопахнущих дихалькогенидов. Кроме того, при использовании предлагаемых реагентов сохраняется лучшая стабилизация дисперсной системы.
Указанная выше задача решается тем, что в известном способе получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц из соли металла подгруппы цинка, элементного халькогена, органического дихалькогенида в системе гидразингидрат-щелочь вместо органических дихалькогенов используют s-алкилизотиурониевые соли RSC(NH2)2Cl (AT-соли). АТ-соли получают из соответствующих алкилгалогенидов и тиомочевины (селеномочевины) при кипячении в среде этилового спирта. Соли представляют собой белые кристаллические вещества, без запаха. С алкильным радикалом до С10 они хорошо растворяются в воде.
Дихалькогениды, например низкомолекулярный диметилдисульфид, в воде растворяются плохо. Такое свойство дихалькогенидов уменьшает скорость реакции (2). Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В системе гидразингидрат - щелочь наблюдается восстановительная активация халькогенида (серы) и АТ-соли
Количество добавляемой АТ-соли подбирается экспериментальным путем в зависимости от ее связывания на поверхности полупроводникового халькогенида. Максимум соответствует плотному мономолекулярному слою. Поверхность наночастицы определяют по ее диаметру. Например, наночастица с диаметром 3 нм имеет поверхность 9,42·10-14 см2. По площади всех частиц и площади, занимаемой АТ-солью, можно рассчитать требуемое количество AT в реакции (5).
Полученные гомогенные растворы объединяют и добавляют к водному раствору соли металлов подгруппы цинка.
Реакция (5) происходит быстрее, чем реакция (2), так как RSC(NH2)+Cl-, например, s-бензилизотиуроний хлорид (БТХ) хорошо растворяется в воде и все реагенты реакции (5) образуют гомогенную систему. (CdS)n(SR)m представляет собой наночастицу из n молекул CdS, которая окружена связанными посредством связи S-C m бензильными радикалами. Благодаря гидрофобизации поверхности наночастицы выпадают в осадок из гомогенной водной среды после реакции (6). Порошок отделяют от водного слоя с помощью центрифуги, промывают водой. Определяют размер наночастиц на просвечивающем электронном микроскопе. Наличие стабилизирующей органической фазы подтверждают методом спектроскопии комбинационного рассеивания.
В способе получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц могут использоваться s-алкиларилизотиурониевые соли, а также соли с ионами хлора, брома, йода.
Предлагаемый способ иллюстрируется примером. В 50 мл стеклянный стакан с магнитной мешалкой загружают 4 мл 2М раствора КОН, 4 мл 0,5М раствора N2H4·H2O и 0,13 г порошка серы. Смесь перемешивают до окончания реакции (1), что определяют по исчезновению частичек серы и прекращению выделения пузырьков азота (реакция (2)). В другой 50 мл стеклянный стакан с магнитной мешалкой загружают 4 мл 2М раствора КОН, 4 мл 0,5М раствора N2H4·H2O и 0,4 г кристаллического БТХ. Раствор перемешивают до прекращения выделения пузырьков газа реакции (5). В третьем 50 мл стакане растворяют 0,36 г CdCl2 в 6 мл H2O. Предварительно сливают друг с другом водные растворы первого и второго стаканов и добавляют полученную смесь к раствору CdCl2 третьего раствора. Перемешивают. В зависимости от чистоты серы, БТХ, CdCl2 образуются разные по цвету флуоресцирующие растворы. Получают наночастицы сульфида кадмия, покрытые бензильными радикалами. Для выделения наночастиц к водному раствору добавляют 10 мл изооктана и перемешивают до перехода наночастиц в углеводородный растворитель. Далее каплю углеводородной дисперсии переносят на углеродную подложку с медной сеточкой и определяют размер наночастиц в просвечивающем электронном микроскопе 5,6±0,4 нм.
Таким образом, с помощью изобретения решается задача расширения ассортимента восстановительного активатора, улучшение их растворимости, а значит увеличение скорости реакции (5) по сравнению с реакцией (2) при получении полупроводниковых наночастиц халькогенидов металлов подгруппы цинка.
Claims (3)
1. Способ получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц из соли металлов подгруппы цинка, элементного халькогена и органического восстановительного активатора, отличающийся тем, что в качестве активаторов используют s-алкилизотиурониевые соли.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют s-алкиларилизотиурониевые соли.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют соли с ионами хлора, брома, йода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145191/28A RU2459311C2 (ru) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | Способ получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145191/28A RU2459311C2 (ru) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | Способ получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010145191A RU2010145191A (ru) | 2012-05-10 |
RU2459311C2 true RU2459311C2 (ru) | 2012-08-20 |
Family
ID=46311994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010145191/28A RU2459311C2 (ru) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | Способ получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459311C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7563430B2 (en) * | 2007-06-01 | 2009-07-21 | International Business Machines Corporation | Inorganic metal chalcogen cluster precursors and methods for forming colloidal metal chalcogenide nanoparticles using the same |
RU2366541C2 (ru) * | 2007-10-15 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) | Способ получения наночастиц халькогенидных полупроводниковых материалов |
KR20090108826A (ko) * | 2008-04-14 | 2009-10-19 | 삼성전기주식회사 | 금속 칼코게나이드 나노입자 및 이의 제조 방법 |
-
2010
- 2010-11-03 RU RU2010145191/28A patent/RU2459311C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7563430B2 (en) * | 2007-06-01 | 2009-07-21 | International Business Machines Corporation | Inorganic metal chalcogen cluster precursors and methods for forming colloidal metal chalcogenide nanoparticles using the same |
RU2366541C2 (ru) * | 2007-10-15 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) | Способ получения наночастиц халькогенидных полупроводниковых материалов |
KR20090108826A (ko) * | 2008-04-14 | 2009-10-19 | 삼성전기주식회사 | 금속 칼코게나이드 나노입자 및 이의 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010145191A (ru) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dey et al. | State of the art and prospects for halide perovskite nanocrystals | |
EP3102649B1 (en) | Quantum dot nanoparticles having enhanced stability and luminescence efficiency | |
CN107338048B (zh) | InP/GaP/ZnS核壳量子点及其制备方法 | |
JP5519091B2 (ja) | 硫黄前駆体としてチオール化合物を用いた硫化金属ナノ結晶の製造方法 | |
JP4994599B2 (ja) | InP微粒子の製造方法およびその方法で得られたInP微粒子分散液 | |
JP5162742B2 (ja) | 半導体ナノ粒子及びその製造方法 | |
JP6975988B2 (ja) | アミン‐金属錯体と硫黄徐放性前駆体を使用した発光2d層状材料の合成 | |
US9129720B2 (en) | Synthesis of uniform nanoparticle shapes with high selectivity | |
JP2012515138A (ja) | コロイドナノ結晶の低温合成 | |
RU2459311C2 (ru) | Способ получения полупроводниковых халькогенидных наночастиц | |
KR20190074182A (ko) | 금속 할로겐 페로브스카이트 나노입자 제조방법 및 금속 할로겐 페로브스카이트 나노입자 분산액 | |
JP2009013019A (ja) | ウルツ鉱型ナノ結晶の製造方法 | |
JP7475839B2 (ja) | 亜鉛含有ナノ粒子の合成方法 | |
RU2366541C2 (ru) | Способ получения наночастиц халькогенидных полупроводниковых материалов | |
González et al. | Aqueous-phase synthesized CdTe quantum dots: an insight into nanoparticle architecture-quantum yield relationship, characterization, and computational study of small clusters | |
KR100927700B1 (ko) | 유기 금속 착물 및 칼코겐 원소를 이용하여 나노크기의금속 칼코게나이드를 제조하는 방법 | |
JP7475840B2 (ja) | ウルツ鉱型硫化物ナノ粒子の合成方法 | |
RU2417863C1 (ru) | Способ получения наночастиц халькогенидов металлов | |
Hoang | Metal halide perovskite nanocrystals: From synthesis to applications | |
Liu | Synthesis, Self-assembly and Regrowth of Lead Halide Perovskite Nanocrystals | |
Lu | Synthesis and characterization of metal thiocarboxylates: Potential single-source precursors for metal sulfides |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121104 |