Коллоидные квантовые ямы теллурида кадмия: синтез и влияние обмена лигандов на оптические свойства

Коллоидные двумерные наночастицы халькогенидов кадмия со свойствами, аналогичнымиполупроводниковым квантовым ямам, в последнее время вызывают большой интерес благодарярекордно узким полосам поглощения и люминесценции, делающих их перспективными для созданияразличных оптоэлектронных устройств [1]. В настоящей работе изучен рост коллоидных двумерныхнаночастиц теллурида кадмия, а также проанализирована взаимосвязь стабилизирующих лигандов соптическими свойствами и структурой полученных наночастиц. Лиганды разных типов, такие какдлинноцепочечные карбоксилаты, фосфонаты, тиолы, амины имеют разную степень и природусвязывания с поверхностью нанокристаллов халькогенидов кадмия, что делает возможным обменлигандов на поверхности.Двумерные наночастицы CdTe получены методом коллоидного синтеза в некоординирующемрастворителе и инертной атмосфере c использованием олеиновой кислоты в качестве стабилизатора[2]. Подбор температуры роста в диапазоне 150-250°С позволил получить наночастицы с толщиной 5,6 и 7 монослоев и латеральным размером 100-200нм. Исследование с использованием методовпросвечивающей электронной микроскопии,рентгеновской и электронной дифракциипоказало совершенную кристаллическуюструктуру цинковой обманки с тетрагональнымискажением. Анализ оптических свойствметодами спектроскопии поглощения илюминесценции показал узкие экситонныеполосы с шириной порядка 8 нм, спектральноеположение которых определялось толщинойнаночастицы.Обмен лигандов на поверхности наночастицбыл проведен методом межфазного переноса.Изучены лиганды ряда тиолов и фосфоновыхкислот. Было показано, что замена олеиновойкислоты на тиолы и додецилфосфоновую кислотуприводит к спектральному сдвигу экситонныхполос в красную область на величину до 70 нм(рис.1). Структура полос при этом сохранялась. Анализ кристаллической структурыдифракционными методами показал сохранение структуры цинковой обманки, однако сперераспределением ширин и интенсивностей рефлексов, указывающее на сжимающие механическиенапряжения. В то же время в малоугловой области наблюдались выраженные рефлексы, отвечающиеобразованию многостенных структур с расстоянием между слоями, сопоставимым с удвоеннымразмером молекулы лиганда. Методом просвечивающей электронной микроскопии показаноформирование многостенных свернутых наноструктур, причем диаметр сворачивания определялсятолщиной наночастицы.