UA150571U - METHOD FOR SYNTHESIS OF AgInS<sub>2 AND AgInS</sub><sub>2/ZnS SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS IN AQUEOUS SOLUTION - Google Patents
METHOD FOR SYNTHESIS OF AgInS<sub>2 AND AgInS</sub><sub>2/ZnS SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS IN AQUEOUS SOLUTION Download PDFInfo
- Publication number
- UA150571U UA150571U UAU202105711U UAU202105711U UA150571U UA 150571 U UA150571 U UA 150571U UA U202105711 U UAU202105711 U UA U202105711U UA U202105711 U UAU202105711 U UA U202105711U UA 150571 U UA150571 U UA 150571U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- sub
- argentum
- agins
- nanocrystals
- synthesis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 239000004054 semiconductor nanocrystal Substances 0.000 title claims abstract description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-M thioglycolate(1-) Chemical compound [O-]C(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- -1 indium cations Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000013522 chelant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 2
- 235000008495 Chrysanthemum leucanthemum Nutrition 0.000 claims 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims 1
- 241000404542 Tanacetum Species 0.000 claims 1
- SETMGIIITGNLAS-UHFFFAOYSA-N spizofurone Chemical compound O=C1C2=CC(C(=O)C)=CC=C2OC21CC2 SETMGIIITGNLAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229950001870 spizofurone Drugs 0.000 claims 1
- 229910003373 AgInS2 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 10
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 5
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- DKQUACMLIXUXKW-UHFFFAOYSA-K C(C(=O)O[In](OC(=O)CS)OC(=O)CS)S Chemical compound C(C(=O)O[In](OC(=O)CS)OC(=O)CS)S DKQUACMLIXUXKW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229960003180 glutathione Drugs 0.000 description 2
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZENZJGDPWWLORF-UHFFFAOYSA-N (Z)-9-Octadecenal Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC=O ZENZJGDPWWLORF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 3-mercaptopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCS DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- 241000435574 Popa Species 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- OOTFVKOQINZBBF-UHFFFAOYSA-N cystamine Chemical compound CCSSCCN OOTFVKOQINZBBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940099500 cystamine Drugs 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- ZBJOYBCKQWGTBH-UHFFFAOYSA-M sodium sulfane sulfanide Chemical compound [SH-].[Na+].S ZBJOYBCKQWGTBH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- GKCNVZWZCYIBPR-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneindium Chemical compound [In]=S GKCNVZWZCYIBPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 150000007944 thiolates Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить до технології виготовлення люмінесцентних ("та світлоперетворюючих напівпровідникових наноструктур, перспективних для виробництва світловипромінювальних діодів, екранів, сонячних елементів та люмінесцентних концентраторів сонячного світла, фотодетекторів, лазерів, біоміток (1| тощо.The useful model belongs to the manufacturing technology of luminescent and light-converting semiconductor nanostructures, promising for the production of light-emitting diodes, screens, solar cells and luminescent concentrators of sunlight, photodetectors, lasers, biomarkers (1| etc.
Напівпровідникові нанокристали (квантові точки (КТ)) Адіп5» є представниками тернарних ПІ-Semiconductor nanocrystals (quantum dots (QDs)) Adip5" are representatives of ternary PI-
ПІ-МІ сполук, які розвиваються як менш токсична альтернатива добре вивченим 1ІІ-МІ квантовим точкам. Фотофізичні властивості таких частинок визначаються участю дефектних рівнів точкових дефектів у процесі поглинання та випромінювальної рекомбінації екситонів фотолюмінесценції (ФЛ) (21. Їх основними характеристиками є відсутність чітко вираженого краю поглинання, широка смуга ФЛ, великий зсув Стокса. Саме через високу здатність до утворення точкових дефектів оптичні властивості ПІ-ПІ-МІ КТ залежать не лише від розміру, але і від складу, що робить їх надзвичайно чутливими до умов синтезу. Тому вдосконалення процедур синтезу, що дозволять із високим ступенем відтворюваності одержувати нанокристали (НК) із високим квантовим виходом ФЛ, стабільністю та заданими оптичним властивостями, залишається актуальною задачею.PI-MI compounds that are being developed as a less toxic alternative to the well-studied 1II-MI quantum dots. The photophysical properties of such particles are determined by the participation of defective levels of point defects in the process of absorption and radiative recombination of photoluminescence (PL) excitons (21. Their main characteristics are the absence of a clearly defined absorption edge, a broad PL band, and a large Stokes shift. It is because of the high ability to form point defects the optical properties of PI-PI-MI QDs depend not only on their size, but also on their composition, which makes them extremely sensitive to the synthesis conditions. Therefore, the improvement of synthesis procedures that will allow to obtain nanocrystals (NCs) with a high PL quantum yield with a high degree of reproducibility, stability and given optical properties, remains an urgent task.
Відомі способи синтезу таких сполук шляхом термолізу тіолатних комплексів металів в середовищі органічних розчинників високомолекулярних алкенів (октадецен), аліфатичних тіолів чи амінів, які одночасно виступають як ліганди для відповідних катіонів та стабілізатори поверхні нанокристалів |ЗІ.There are known methods of synthesis of such compounds by thermolysis of metal thiolate complexes in the medium of organic solvents of high molecular weight alkenes (octadecene), aliphatic thiols or amines, which simultaneously act as ligands for the corresponding cations and surface stabilizers of nanocrystals |ZI.
У патенті І4| (аналог) запропоновано спосіб синтезу високолюмінесцентних КТ Адіпб» в органічному середовищі методом гарячого вприскування (пої іпдесіп). Процедура включає наступні кроки: (1) змішування в реакційній колбі аргентум нітрату, індій хлориду, олеїнової кислоти (стабілізатор поверхні нанокристалів)у та додецилмеркаптану (ліганд для катіонів металів) із розчинником октадеценом для отримання розчину прекурсорів Аргентуму та Індію; (2) змішування порошку сірки із олейаміном і нагрівання до повного розчинення сірки для отримання прекурсору Сульфуру, (3) нагрівання розчину прекурсорів Аргентуму та Індію до 50- 80 "С та витримування протягом 10-60 хв. в атмосфері Аргону для видалення залишків повітря; (4) нагрівання до 100-120"С, витримування протягом 1-5 хв., вприскування прекурсоруIn patent I4| (analog) proposed a method of synthesis of highly luminescent CTs Adipb" in an organic medium by the method of hot injection (poi ipdesip). The procedure includes the following steps: (1) mixing in a reaction flask argentum nitrate, indium chloride, oleic acid (nanocrystal surface stabilizer) and dodecyl mercaptan (ligand for metal cations) with an octadecene solvent to obtain a solution of argentum and indium precursors; (2) mixing sulfur powder with oleamine and heating until the sulfur is completely dissolved to obtain the Sulfur precursor, (3) heating the solution of the Argentum and Indium precursors to 50-80 "С and holding for 10-60 minutes in an Argon atmosphere to remove air residues; (4) heating to 100-120"C, holding for 1-5 minutes, injection of the precursor
Сульфуру в кількості, що забезпечує мольне співвідношення Аа:5-1:2 та термообробку приSulfur in an amount that provides a molar ratio of Aa:5-1:2 and heat treatment at
Зо вказаній температурі протягом 5-90 хв.; (5) розчинення зразка в гексані для одержання розчинуFrom the specified temperature for 5-90 minutes; (5) dissolving the sample in hexane to obtain a solution
НК Адіпб2; (6) розмір-селективне осадження КТ шляхом додавання етанолу та центрифугування для одержання монодисперсного розчину. Таким чином автори отримали НКNC Adipb2; (6) size-selective precipitation of CTs by adding ethanol and centrifugation to obtain a monodisperse solution. In this way, the authors received NC
Адіпо»2 діаметром 2,6 нм, із максимумом ФЛ в межах 630-700 нм та квантовим виходом ФЛ 20- 62 об.Adipo»2 with a diameter of 2.6 nm, with a PL maximum in the range of 630-700 nm and a PL quantum yield of 20-62 vol.
Проте синтез в органічних розчинниках, хоч і дозволяє отримати КТ із високим квантовим виходом ФЛ та ступенем монодисперсності, все ж має ряд недоліків, основними з яких є використання дорогих токсичних прекурсорів та необхідність подальшого фазового трансферу частинок у водне середовище, що значно погіршує їх фотофізичні властивості. Уникнути цих недоліків дозволяє синтез у водному середовищі, який забезпечує використання нетоксичних доступних реагентів, збільшення виходу продукту, спрощення процедури очистки, що в підсумку значно здешевлює виробництво КТ та вплив на навколишнє середовище. Його здійснюють гідротермальним чи мікрохвильовим методом, в основі якого лежить взаємодія метал-лігандних комплексів із джерелом Сульфуру. Як прекурсори металів використовують їх нітрати чи галіди, що є добре розчинним у воді, як джерело Сульфуру - натрій сульфід, тіосечовину. Як ліганди найчастіше використовують глутатіон та глутатіон в суміші з цистаміном чи натрій цитратом, меркаптооцтову (тіогліколеву, ТГК) чи меркаптопропіонову кислоти, І -цистеїн, полі (етиленімін).However, synthesis in organic solvents, although it allows obtaining QDs with a high PL quantum yield and a degree of monodispersity, still has a number of disadvantages, the main ones of which are the use of expensive toxic precursors and the need for further phase transfer of particles into an aqueous medium, which significantly worsens their photophysical properties . These disadvantages can be avoided by synthesis in an aqueous environment, which ensures the use of non-toxic available reagents, an increase in product yield, and a simplification of the cleaning procedure, which ultimately significantly reduces the cost of CT production and the impact on the environment. It is carried out by the hydrothermal or microwave method, which is based on the interaction of metal-ligand complexes with a source of Sulfur. Their nitrates or halides, which are well soluble in water, are used as metal precursors, and as a source of sulfur - sodium sulfide, thiourea. As ligands, glutathione and glutathione mixed with cystamine or sodium citrate, mercaptoacetic (thioglycolic, THC) or mercaptopropionic acid, I-cysteine, poly (ethylenimine) are most often used as ligands.
Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб синтезу квантових точок Адіпе», розроблений групою А. Раєвської (|5). Він оснований на взаємодії натрій сульфіду із сумішшю аргентум (І) меркаптоацетату та індій (ІІ) меркаптоацетату у водному середовищі, підлуженому натрій гідрооксидом, із подальшим нагріванням у водяній бані за 90-95 протягом 30 хв.The closest analogue of a useful model is the method of synthesizing Adipé quantum dots", developed by the group of A. Raevska (|5). It is based on the interaction of sodium sulfide with a mixture of argentum (I) mercaptoacetate and indium (II) mercaptoacetate in an aqueous medium alkalized with sodium hydroxide, followed by heating in a water bath at 90-95 for 30 minutes.
Нарощування оболонки цинк сульфіду здійснювали шляхом додавання цинк ацетату в присутності меркаптооцтової кислоти, натрій гідрооксиду та натрій сульфіду з подальшою витримкою протягом 5-7 днів за кімнатної температури чи термообробкою за 100 "С протягом 15 хв. Автори показали, що зменшення молярного співвідношення Ад:п від 1:40 до 122,7 (збільшення вмісту аргентуму) призводить до збільшення поглинання на довжині хвилі 400 нм у 6 разів та неперервного суттєвого батохромного зсуву краю поглинання. Гідродинамічний радіус утворених нанокристалів був меншим 10 нм за всіх досліджуваних співвідношень Аа':Іп (типово 5-6 нм). Максимум ФЛ квантових точок зміщувався від 580 до 620 нм при збільшенні вмістуThe expansion of the zinc sulfide shell was carried out by adding zinc acetate in the presence of mercaptoacetic acid, sodium hydroxide, and sodium sulfide, followed by exposure for 5-7 days at room temperature or heat treatment at 100 "C for 15 minutes. The authors showed that a decrease in the molar ratio Ad:p from 1:40 to 122.7 (increasing the content of argentum) leads to a 6-fold increase in the absorption at a wavelength of 400 nm and a continuous significant bathochromic shift of the absorption edge. The hydrodynamic radius of the formed nanocrystals was less than 10 nm for all the investigated Aa':Ip ratios ( (typically 5-6 nm). The PL maximum of quantum dots shifted from 580 to 620 nm with increasing content
Аргентуму у згаданому діапазоні. Найвищий квантовий вихід ФЛ складав 12595 для 60 співвідношення Ад'Їп--1:4.Argentum in the mentioned range. The highest PL quantum yield was 12595 for 60 ratio Ad'Yip--1:4.
Недоліками методу є: неможливість отримання стабільних колоїдних розчинів нанокристалів Адіпб2 із високим вмістом індію та "зеленою" ФЛ - відтворення нами методики, наведеної у |5| показало, що за співвідношення Іп:Ад » 10-12 одразу або протягом доби випадає жовтий осад, ймовірно індій сульфід; порівняно невисокий квантовий вихід ФЛ одержаних НК.The disadvantages of the method are: the impossibility of obtaining stable colloidal solutions of Adipb2 nanocrystals with a high content of indium and "green" PL - we reproduce the technique given in |5| showed that at a ratio of Ip:Ad » 10-12, a yellow precipitate, probably indium sulfide, falls immediately or within a day; relatively low PL quantum yield of the obtained NCs.
Задачею корисної моделі є вдосконалення способу синтезу квантових точок Адіпо» таThe task of a useful model is to improve the method of synthesizing Adipo quantum dots
Адіпб2г//п5 для одержання стабільних колоїдних розчинів із максимально "зеленою" (короткохвильовою) люмінесценцію та високим квантовим виходом ФЛ нанокристалів.Adipb2g//p5 for obtaining stable colloidal solutions with maximum "green" (short-wave) luminescence and high quantum yield of PL nanocrystals.
Поставлена задача вирішується тим, що спосіб гідротермального синтезу нанокристалівThe problem is solved by the fact that the method of hydrothermal synthesis of nanocrystals
Адіпо» та Адіп52/7п5 полягає у взаємодії суміші катіонів аргентуму та індію із натрій сульфідом в присутності меркаптооцтової кислоти у водному середовищі при рН 8-9 із використанням моноетаноламіну як регулятора рнН та додаткового стабілізатора поверхні КТ.Adipo" and Adip52/7p5 consists in the interaction of a mixture of argentum and indium cations with sodium sulfide in the presence of mercaptoacetic acid in an aqueous environment at pH 8-9 with the use of monoethanolamine as a pH regulator and an additional stabilizer of the CT surface.
Запропонований спосіб вирішується шляхом заміни натрій гідрооксиду на моноетаноламін (МНг2О2НАОН, МЕА), який не лише забезпечує розчинення аргентум меркаптоацетату на стадії отримання прекурсору аргентуму, а й відіграє роль додаткового стабілізатора поверхні НК через утворення хелатних комплексів із поверхневими атомами |б|, компенсуючи таким чином обірвані хімічні зв'язки, збільшуючи квантовий вихід ФЛ за рахунок електроно-донорних властивостей І/| та підвищуючи агрегаційну стійкість колоїдів (Фіг. 1). Використання МЕА дозволяє значно розширити діапазон мольних співвідношень Іп:"Ад (до двадцятикратного надлишку індію), що дає можливість досягнути "зеленої" області емісійного спектру.The proposed method is solved by replacing sodium hydroxide with monoethanolamine (МНг2О2НАОН, MEA), which not only ensures the dissolution of argentum mercaptoacetate at the stage of obtaining the argentum precursor, but also plays the role of an additional stabilizer of the NC surface through the formation of chelate complexes with surface atoms |б|, thus compensating broken chemical bonds, increasing the PL quantum yield due to the electron-donor properties of I/| and increasing the aggregation resistance of colloids (Fig. 1). The use of MEA makes it possible to significantly expand the range of Ip:Ad molar ratios (up to a twenty-fold excess of indium), which makes it possible to reach the "green" region of the emission spectrum.
Фіг. 1. Порівняння спектрів поглинання та ФЛ квантових точок АдІп5б2 однакового складу, синтезованих із використанням натрій гідрооксиду та МЕА.Fig. 1. Comparison of absorption and PL spectra of AdIp5b2 quantum dots of the same composition, synthesized using sodium hydroxide and MEA.
Фіг. 2. - Спектри ФЛ колоїдних розчинів Адіпо» із різним співвідношенням Іп:Ад: 3-Іп'Ад-З; 5-Fig. 2. - PL spectra of colloidal solutions of Adipo" with different ratios of Ip:Ad: 3-Ip'Ad-Z; 5-
ІпхАа-5; 7-ІпАд-7/; 9-ІпАд-9; 20-Іп:Ад-20; вставка - склад НК Адіпо2, визначений за результатами атомно-абсорбційного аналізу; Фіг. З - спектри ФЛ колоїдних розчинів Адіпог2г/7п5 із різним співвідношенням Іп:Ад: 3-Іп:Ад-З; 5-Іп:Ад-5; 7-Іп:Ад--7; 9-Іп:Ад-9; 20-Іп:Ад-20; вставка - склад НК Адіп52/2п5, визначений за результатами атомно-абсорбційного аналізу.IphAa-5; 7-IPAd-7/; 9-IPAd-9; 20-Ip: Ad-20; inset - the composition of NC Adipo2, determined by the results of atomic absorption analysis; Fig. C - PL spectra of colloidal solutions of Adipog2g/7p5 with different ratios of Ip:Ad: 3-Ip:Ad-Z; 5-Ip:Ad-5; 7-Ip:Ad--7; 9-Ip:Ad-9; 20-Ip: Ad-20; inset - composition of NC Adip52/2p5, determined by the results of atomic absorption analysis.
Спосіб одержання квантових точок Адіп52 включає послідовне змішування водних розчинівThe method of obtaining Adip52 quantum dots includes sequential mixing of aqueous solutions
Зо прекурсорів у пробірці із дистильованою водою при постійному перемішуванні в атмосфері повітря та включає наступні кроки: (1) одержання аргентум меркаптоацетату при додаванні надлишку ТГК до розчину аргентум нітрату (жовтий осад); (2) переведення аргентум меркаптоацетату у розчинну форму при додаванні МЕА та збільшенні рН середовища; (3) одержання індій меркаптоацетату при додаванні індій хлориду до реакційного середовища, що містить надлишок ТГК; (4) одержання НК Адіпб» при додаванні натрій сульфіду до суміші аргентум меркаптоацетату та індій меркаптоацетату (5) теромообробку отриманого колоїду за 95-97 "С протягом 50 хв.; (6) одержання НК Адіп52/7п5 при додаванні прекурсору цинку до колоїдного розчину НК АаЯаІпб2 з подальшою термообробкою при 95-97 "С протягом 120 хв.From the precursors in a test tube with distilled water under constant stirring in an air atmosphere and includes the following steps: (1) production of argentum mercaptoacetate by adding an excess of THC to a solution of argentum nitrate (yellow precipitate); (2) conversion of argentum mercaptoacetate into a soluble form when adding MEA and increasing the pH of the medium; (3) obtaining indium mercaptoacetate by adding indium chloride to a reaction medium containing an excess of THC; (4) production of NC Adipb" by adding sodium sulfide to a mixture of argentum mercaptoacetate and indium mercaptoacetate (5) thermal treatment of the obtained colloid at 95-97 "C for 50 min.; (6) production of NC Adip52/7p5 by adding a zinc precursor to the colloidal solution NK AaYaIpb2 with subsequent heat treatment at 95-97 "C for 120 min.
Приклад типового виконання: до 6 мл води додати 0,8 мл 0,01 М розчину ЛаМСЬ та 0,34 мл ТМ розчину ТГК. Утворений жовтий осад аргентум меркаптоацетату розчиняється при додаванні 0,45 мл 1М розчину МЕА. Після додавання 0,56 мл 0,1М розчину ІпСіз та ретельного перемішування суміші вприснути 1,4 мл 0,1М розчину Маг5. Утворений колоїдний розчин оранжевого кольору нагрівати на водяній бані за 96 "С протягом 50 хв. Для нарощування оболонки 7п5 до колоїду Адіпб2 додати 0,06 мл розчину ТГК, 0,06 мл розчину МЕА та 0,56 мл 0.1 М розчину 7п(СНзСОО)». Нагрівати на водяній бані за температури 96 С протягом 120 хв.An example of a typical implementation: to 6 ml of water, add 0.8 ml of a 0.01 M LaMS solution and 0.34 ml of TM THC solution. The formed yellow precipitate of argentum mercaptoacetate is dissolved by adding 0.45 ml of 1M MEA solution. After adding 0.56 ml of 0.1 M solution of Ipsiz and thoroughly mixing the mixture, inject 1.4 ml of 0.1 M solution of Mag5. Heat the resulting orange colloid solution in a water bath at 96 "C for 50 min. To build up the 7p5 shell, add 0.06 ml of THC solution, 0.06 ml of MEA solution and 0.56 ml of 0.1 M 7p(CH3SOO) solution to the Adipb2 colloid. Heat in a water bath at a temperature of 96 C for 120 minutes.
Змінюючи співвідношення мольних концентрацій прекурсорів індію та аргентуму від 171 до 1:20 можна одержати КТ АдіІп5» із максимумом випромінювання в межах 570-650 нм (Фіг. 2) та шириною спектрів ФЛ на пів висоті 0,31-0,32 еВ, що є найнижчим показником для такого типу матеріалів (типово 0,4-0,6 еВ (21). При цьому склад НК, визначений за результатами атомно-By changing the ratio of molar concentrations of indium and argentum precursors from 171 to 1:20, it is possible to obtain CT AdiIp5" with an emission maximum in the range of 570-650 nm (Fig. 2) and a PL spectrum width at half height of 0.31-0.32 eV, which is the lowest indicator for this type of materials (typically 0.4-0.6 eV (21). At the same time, the composition of NCs, determined by the results of atomic
БО абсорбційного аналізу, змінюється в межах від АділіпОх до АдоліпОх (Фіг. 2, вставка).BO of absorption analysis varies from AdilipOx to AdolipOx (Fig. 2, inset).
Нарощування оболонки 7п5 на поверхні ядер дозволяє змістити максимум емісії до 510 нм (Фіг. 3), однак ширина на пів висоті при цьому дещо зростає (до 0,34 меВ). Найвищий квантовий вихід ФЛ (25 95) характерний для КТ АаІп52/7п5, синтезованих за співвідношення Іп:'Ад-7. Всі колоїди зберігають оптичні властивості та агрегаційну стійкість протягом кількох місяців.The expansion of the 7p5 shell on the surface of the nuclei allows the emission maximum to be shifted to 510 nm (Fig. 3), but the width at half height increases somewhat (to 0.34 meV). The highest PL quantum yield (25 95) is characteristic of AaIp52/7p5 QDs synthesized using the Ip:'Ad-7 ratio. All colloids retain optical properties and aggregation resistance for several months.
Таким чином корисна модель дозволяє отримати стабільні водні розчини квантових точокThus, a useful model allows obtaining stable aqueous solutions of quantum dots
Адіпо2 та Адіпо2/7п5 із порівняно вузькою (0,31-0,534 еВ) смугою фотолюмінесценції в межах 510-650 нм та квантовим виходом фотолюмінесценції до 255905 із використанням моноетаноламіну як регулятора рН середовища та додаткового стабілізатора поверхні нанокристалів. 60 Список використаних джерелAdipo2 and Adipo2/7p5 with a relatively narrow (0.31-0.534 eV) photoluminescence band in the range of 510-650 nm and a quantum yield of photoluminescence up to 255905 using monoethanolamine as a pH regulator of the medium and an additional stabilizer of the surface of nanocrystals. 60 List of used sources
1. Сомка М. А. Оцапійт Ооїз апа ТНеїг Арріїсайопв: М/наї Гієх Апеай? // АС5 Аррі. Мапо Маїег. - 2020. - М 3. - Мо 6. - Р. 4920-4924, 2. Вегепаз А. С, Мапапиз М. .). ., Хіа Сп., Варошм РЕ. Т. апа Оопеда С де М. Оріовієсігопіс ргорепієв ої іегпагу І-ПІ-МІг ветісопаисіог папосгузіаї!в: Бідні ргозресів м/їй еїшвіме огідіпв // 9.1. Somka M. A. Ootsapiit Ooiz apa TNeig Arriisayopv: M/nai Gieh Apeai? // AC5 Arri. Mapo Maieg. - 2020. - M 3. - Mo 6. - R. 4920-4924, 2. Vegepaz A. S, Mapapiz M. .). ., Khia Sp., Varoshm RE. T. apa Oopeda S de M. Orioviesigopis rgorepiev oi iegpagu I-PI-MIg vetisopaisiog paposguziai!v: Bedni rgozresiv m/iy eishvime ogidipv // 9.
РПув. Спет. І еїї. - 2019. - М. 10. - Р. 1600-1616.RPuv. Spent And hey. - 2019. - M. 10. - R. 1600-1616.
З. Спапа «).-У. еї а). Зігагедієв Тог рпоїоЇптіпезсепсе епнапсетепі ої Адіпб» доапішт доїв5 апаZ. Spapa ").-U. her a). Zygagediev Tog rpoioYiptipezsepse epnapsetepi oi Adipb" doapisht doiv5 apa
Інеїг арріісайоп ав Ббіоїтадіпу ргобез // 9. Маїег. Спет. - 2012. - М. 22. - Р. 10609. 4. Хіапд МУ. Меїноад ог ргерагіпа топописієаг Адіпо» диапішт ої / Хіє Сиіріпод, Гіапд Хіасоічап,Ineig arriisayop av Bbioitadipu rgobez // 9. Maieg. Spent - 2012. - M. 22. - R. 10609. 4. Hiapd MU. Meinoad og rgeragipa topopisieag Adipo» diapisht oi / Hie Siiripod, Giapd Hiasoichap,
Їцо Ге, 27попа діазопа, Спеп 7Наоріпа // Спіпа Раїепі СМ1032659498.-2013. 5. ВаємзКауа А. БЕ. єї аЇ). Іитіпебзсепі Ад-дорей Іпо»бз папорапісієз 5іабіїйлей Бу тегсаріоасеїаїе іп улазег апа діусегої // У. Мапорап. Нев. - 2015. - М. 17. - Р. 135. б. Сно А. єї а). А спеїайіпд ейесі іп пубгіа іпкв ог поп-хасиштргосеззей Сцпбег Піп йїтв // .).Yitso Ge, 27 popa diazopa, Spep 7 Naoripa // Spipa Raiepi CM1032659498.-2013. 5. VayemzKaua A. BE. her and her). Iytipebzsepi Ad-dorei Ipo»bz paporapisiyez 5iabiyilei Bu tegsarioaseiaie ip ulazeg apa diusegoi // U. Maporap. Nev. - 2015. - M. 17. - R. 135. b. Sleep A. her a). A speiyaipd eyesi ip pubgia ipkv og pop-khasishtrgosezzei Scpbeg Pip yitv // .).
Маїег. Спет. А. - 2014. - М. 2. - Р. 5087. 7. богдего 5. В., Сагзоп Р. .)., Евіабгоок В. А., Зітоизе а. Е., апа Вигацо 5. К. Рпою-АсіїмаїєйMaieg. Spent A. - 2014. - M. 2. - R. 5087. 7. Bogdego 5. V., Sagzop R. .), Eviabgook V. A., Zitoize A. E., apa Vygatso 5. K. Rpoyu-Asiimaii
Ї итіпезсепсе ої Сабе Оцапішт рої Мопоїауегв // У. Рнуз. Спет. В. - 2000. - М. 104. - Р. 12137-I itipezsepse oi Sabe Otsapisht roi Mopoiauegv // U. Rnuz. Spent V. - 2000. - M. 104. - R. 12137-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202105711U UA150571U (en) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | METHOD FOR SYNTHESIS OF AgInS<sub>2 AND AgInS</sub><sub>2/ZnS SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS IN AQUEOUS SOLUTION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202105711U UA150571U (en) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | METHOD FOR SYNTHESIS OF AgInS<sub>2 AND AgInS</sub><sub>2/ZnS SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS IN AQUEOUS SOLUTION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA150571U true UA150571U (en) | 2022-03-02 |
Family
ID=89902179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU202105711U UA150571U (en) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | METHOD FOR SYNTHESIS OF AgInS<sub>2 AND AgInS</sub><sub>2/ZnS SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS IN AQUEOUS SOLUTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA150571U (en) |
-
2021
- 2021-10-11 UA UAU202105711U patent/UA150571U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zou et al. | Ultrafast synthesis of highly luminescent green-to near infrared-emitting CdTe nanocrystals in aqueous phase | |
Luo et al. | One-step synthesis of water-soluble AgInS2 and ZnS–AgInS2 composite nanocrystals and their photocatalytic activities | |
CN102084041B (en) | Method of preparing luminescent nanocrystals, resulting nanocrystals and uses thereof | |
Pu et al. | Highly reactive, flexible yet green Se precursor for metal selenide nanocrystals: Se-octadecene suspension (Se-SUS) | |
TWI537206B (en) | Quantum dots made using phosphine | |
JP5254800B2 (en) | Controlled fabrication of nanoparticle materials | |
KR101616968B1 (en) | Functionalized nanoparticles and method | |
US10253256B2 (en) | Use of sulfur and selenium compounds as precursors to nanostructured materials | |
CN103582690B (en) | A kind of method of preparing core-shell nano and solution thereof | |
Shen et al. | Phosphine-free synthesis of Zn 1− x Cd x Se/ZnSe/ZnSe x S 1− x/ZnS core/multishell structures with bright and stable blue–green photoluminescence | |
Lin et al. | Surface and intrinsic contributions to extinction properties of ZnSe quantum dots | |
JP2012500175A (en) | Method for synthesizing semiconductor quantum dots | |
JP2007537886A (en) | Fabrication of nanoparticle materials | |
Sun et al. | Ligands in Lead Halide perovskite nanocrystals: from synthesis to optoelectronic applications | |
Mondal et al. | A new pyrazolyl dithioate function in the precursor for the shape controlled growth of CdS nanocrystals: optical and photocatalytic activities | |
Wu et al. | Depositing ZnS shell around ZnSe core nanocrystals in aqueous media via direct thermal treatment | |
Li et al. | Bromobenzene aliphatic nucleophilic substitution guided controllable and reproducible synthesis of high quality cesium lead bromide perovskite nanocrystals | |
Liu et al. | Structural-property correlations of all-inorganic CsPbBr3 perovskites via synergetic controls by PbBr2, 2-mercapto-3-methyl-4-thiazoleacetic acid and water | |
Yao et al. | Advances in green colloidal synthesis of metal selenide and telluride quantum dots | |
UA150571U (en) | METHOD FOR SYNTHESIS OF AgInS<sub>2 AND AgInS</sub><sub>2/ZnS SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS IN AQUEOUS SOLUTION | |
KR20090117161A (en) | Nanocrystal-polydimethylsiloxane composite and preparation method thereof | |
Shen et al. | Large scale synthesis of stable tricolor Zn 1− x Cd x Se core/multishell nanocrystals via a facile phosphine-free colloidal method | |
Ko et al. | CdSe tetrapod synthesis using cetyltrimethylammonium bromide and heat transfer fluids | |
JP2006143526A (en) | Low-temperature synthesis process for nanoparticle | |
KR20180106657A (en) | Continuous flow manufacturing method for quantum dots and apparatus for the same |