Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Synthese van Ligand-vrij CdS Nanodeeltjes binnen een Zwavel copolymeermatrix

Published: May 1, 2016 doi: 10.3791/54047
Automatic Translation
1,2,3, 4, 2,3,5, 1,2,3,6
1Department of Materials Science and Engineering, University of Washington, 2Molecular Engineering and Sciences Institute, University of Washington, 3Clean Energy Institute, University of Washington, 4Institut für Nanospektroskopie, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, 5Department of Chemical Engineering, University of Washington, 6Department of Chemistry, University of Washington

Introduction

Hoewel nuttig synthese bewezen conventionele alifatische liganden vormen een aantal uitdagingen voor de toepassing van nanodeeltjes in fotonische en elektrochemische apparaten. Alifatische liganden zijn sterk isolerend, waterafstotend, en een aanzienlijke belemmering voor de elektrochemische oppervlakte reacties. 1 Daarom hebben verschillende studies ontwikkeld ligand uitwisseling en ligand strippen protocollen die deze alifatische liganden te vervangen door functionele groepen, of dat ontdoen van de liganden aan een naakte nanodeeltje onthullen oppervlak. 1 - 3 Deze reacties, echter, stellen een aantal intrinsieke problemen. Zij aanzienlijk bij aan de complexiteit van het syntheseproces, niet altijd worden voltooid, en kan het oppervlak van de nanodeeltjes, waardoor aanzienlijke problemen tijdens fabricage inrichting kan opleggen bij gebruik van deze technieken verslechteren. 4

We hebben een zwavelgehalte copolymeer ontwikkeld datkan worden gebruikt als zowel een hoge temperatuur en oplosmiddel zwavelbron tijdens de synthese van CdS nanodeeltjes. 5 Dit copolymeer is gebaseerd op een netwerk copolymeer ontwikkeld door Chung et al. dat elementaire zwavel en 1,3-diisopropenylbenzeen (DIB) gebruikt. In 6 ons geval is een methylstyreen monomeer toegepast in plaats van DIB. De methylstyreen monomeer grenzen verknopingsreacties, die anders een hoogmoleculair copolymeer moleculair netwerk zou opleveren. 5,6 de aanwezigheid van slechts één vinylische functionele groep op de methylstyreen monomeer bevordert de vorming van oligomere groepen eenmaal verhit, waarbij de zwavel copolymeer maakt het mogelijk om werken als een vloeibaar solvent zwavelbron parallel tijdens het nanodeeltje synthese. 5 bijzonder wordt de zwavel polymeer door verhitting elementaire zwavel tot 150 ° C, waarbij de S veroorzaakt 8 ringen om de overgang naar een lineair gestructureerde vloeibare zwavel tweewaardige vorm. Vervolgens wordt methylstyreen geïnjecteerd i nto de vloeibare zwavel in een 01:50 molaire verhouding methylstyreen moleculen zwavelatomen. 5 De methylstyreen dubbele binding reageert met zwavel kettingen aan het copolymeer, zoals aangegeven in figuur 1. 5 De zwavel copolymeer wordt vervolgens afgekoeld en cadmium precursor is toegevoegd. Dit mengsel wordt vervolgens verwarmd tot 200 ° C, waarbij de zwavel copolymeer smelt en het nanodeeltje nucleatie en groeiprocessen geïnitieerd in de oplossing 5 A 20:. 1 molverhouding van zwavel cadmium precursor wordt gebruikt, zodat slechts een deel van de zwavel wordt verbruikt tijdens de reactie. 5 Dit copolymeer stabiliseert de nanodeeltjes door ze in een vaste polymeer matrix suspenderen nadat de reactie is beëindigd. 5 het copolymeer kan worden verwijderd na de synthese, resulterend in de productie van CdS nanodeeltjes die geen coördinerende organische liganden, zoals weergegeven in figuur 2. 5

NHOUD "> De synthetische methode die in dit werk is relatief eenvoudig in vergelijking met andere methoden die in de literatuur. 1 -. 3,7 Het is toepasselijk voor een breed scala van toepassingen waar de traditionele afgebonden nanodeeltjes problematisch of ongewenste hebben bewezen Deze techniek kan openslaande deuren naar hogere throughput testen, waarbij één partij van nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om een volledige spectrum latere funtionaliseringen bekijken zonder omslachtige en tijdrovende ligand stripping of uitwisselingsprocedures. 2,4,8,9 Deze geligeerde nanodeeltjes bieden eveneens mogelijkheden het aantal koolstof- defecten vaak waargenomen in gedrukte nanodeeltjes inrichtingen verminderen door het elimineren van de koolstofbron 10 -. 16 deze gedetailleerde protocol is bedoeld om andere uitvoering van deze nieuwe werkwijze en op te sporen zijn actief gebruik in diverse velden die vindt zij van bijzonder belang.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Let op: Cadmium voorlopers zijn zeer giftig en moeten met grote zorg worden behandeld. Draag de juiste beschermingsmiddelen gebruiken passende technische controlemaatregelen en het raadplegen van relevante gegevens materialen veiligheidsinformatiebladen (VIB). Bovendien kan de vorming van nanodeeltjes bijkomende gevaren inhouden. De hierin beschreven reacties worden uitgevoerd met een standaard vacuüm gasverdeler, ten einde de proeven in een inerte atmosfeer uit te voeren. Alle chemicaliën werden commercieel gekocht en gebruikt zoals ontvangen. Dit protocol is gebaseerd op een eerder ontwikkelde synthetische methode die wij onlangs elders beschreven. 5

1. Zwavel copolymeer Synthesis

  1. Voorbereiding van gesmolten elementaire zwavel
    1. Plaats elementaire zwavel (4 g, 124,8 mmol, S 8, 99,5%) in een 50 ml driehalskolf met een bijgevoegd condensor en temperatuursonde. Voer pomp en spoelcycli met vacuüm en stikstof meerdere malen.
    2. Warmte onder stikstoftot 150 ° C onder roeren, die zal leiden tot de zwavel een geel gekleurde vloeistof geworden.
  2. Bereiding van copolymeer Sulfur
    1. Nadat alle zwavel is opgelost in de vloeistof direct injecteren α-methylstyreen (330 pl, 2,5 mmol, 99%) in de oplossing.
    2. Warmte oplossing tot 185 ° C onder roeren bij 500 rpm gedurende 10 min. Als het copolymeer vormen, zal de oplossing kleur verandert van geel naar oranje, uiteindelijk produceren van een dieprode kleur.
    3. Verwijder de oplossing van het vuur en afkoelen tot kamertemperatuur. Het afkoelen, wordt het copolymeer langzaam kristalliseert tot een oranje vaste stof te vormen rubberachtig. In dit stadium kan het copolymeer worden bewaard bij kamertemperatuur gedurende een volgende synthese of het kan direct worden gebruikt.

2. CdS Nanodeeltjes Synthese

  1. Voeg acetylacetonaat cadmium (Cd (acac), 900 mg, 2,9 mmol 99,9%) aan de driehalskolf van de vorige stap, waardoor depoeder wordt gelijkmatig bovenop de vaste zwavel copolymeer (4,0 g, 116 mmol).
  2. Voeren pomp en spoelcycli de kolf met stikstof en vacuüm meerdere malen.
  3. Verwarm de oplossing tot 200 ° C onder stikstof onder roeren. De zwavel copolymeer smelten en mengen met de precursor cadmium, en de nanodeeltjes nucleatie en groeiprocessen begint.
  4. Laat de nanodeeltjes te groeien gedurende 30 min.
    Let op:.. Het variëren van de reactietijd zal de groei van de nanodeeltjes te beïnvloeden, zodat het mogelijk is om af te stemmen de uiteindelijke grootte van de nanodeeltjes 5 A 30 min reactietijd wordt afgesloten met een orde van grootte van 7-10 nm 5
  5. Verwijder de oplossing van het vuur en laat afkoelen tot kamertemperatuur.
  6. Eenmaal afgekoeld, verwijder de vaste nanocomposiet uit de kolf en bewaar bij kamertemperatuur.

3. Verwijder de Zwavel copolymeer en Isoleer de Nanodeeltjes

  1. Verwijdering van de zwavel Copolymeer
  2. Plaats de nanocomposiet (200 mg) in een 20 ml glazen flesje en voeg chloroform (20 ml).
  3. Plaats de flacon in een ultrasonicator en ultrasone trillingen gedurende 1 uur, te breken van de nanocomposiet en schorten de nanodeeltjes in de oplossing.
  4. Scheid de oplossing in twee centrifugebuizen van 30 ml en voeg 20 ml van een chloroform aan elk.
  5. Centrifugeer de oplossing bij 8736 xg (relatieve centrifugale kracht) gedurende 15 min.
  6. Schenk de zwavel copolymeer uit de centrifuge buizen, en zorg ervoor dat de vaste nanodeeltjes niet storen.
  • Isolatie van de nanodeeltjes
    1. Opnieuw dispergeren vaste nanodeeltjes door het toevoegen van chloroform aan elke centrifugebuis (30 ml) en ultrasone trillingen gedurende 15 min.
    2. Herhaal de stappen in paragrafen 3.1.4, 3.1.5 en 3.2.1 drie keer worden beschreven om alle zwavel copolymeer is verwijderd. Zodra alle zwavel copolymeer wordt verwijderd, de gedecanteerde oplossing zal niet longer hebben een oranje kleur.
    3. Verzamel de uiteindelijke nanodeeltjes door het toevoegen van chloroform (2 ml) aan elke centrifugebuis.
    4. Combineer de verzamelde nanodeeltjes in een 20 ml glazen flesje (4 ml oplossing totaal) en plaats het glazen flesje onder vacuüm om alle chloroform verwijderd en de nanodeeltjes drogen. In dit stadium kan de massa van de verkregen nanodeeltjes worden bepaald en vergeleken met de uitgangsmassa van de voorlopers om de opbrengst van de reactie middels molverhoudingen van het uitgangsmateriaal en product te bepalen.

    • 4. karakteriseren het CdS Nanodeeltjes

    1. Transmission Electron Microscopy
      1. Verdun het geïsoleerde nanodeeltjes (20 mg) in chloroform (20 ml) en ultrasonicate 1 uur.
      2. Verdun deze oplossing in chloroform (5 druppels / 5 ml) en ultrasone trillingen gedurende 15 min.
      3. Laat de uiteindelijke oplossing op een ultradunne carbon film substraat met essen carbon ondersteuning films op een 400mesh koper transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) net.
      4. Plaats de TEM rooster in een glazen flesje en houdt onder vacuüm 's nachts, om eventuele resten oplosmiddel uit het monster te verwijderen.
      5. Zodra het drogen is voltooid verkrijgen TEM beelden met behulp van een 200 kV versnellingsspanning, een spotgrootte van 3 en een aangrenzende energie dispersieve röntgenspectroscopie (EDS) detector.
    2. Röntgendiffractie
      1. Verdun het geïsoleerde nanodeeltjes in chloroform (10 mg / ml).
      2. Clean molybdeen gecoate natronkalkglas substraten (1 cm2) door sonicatie in wasmiddel, gedemineraliseerd water, aceton en isopropylalcohol, elk voor 10 min. Tot slot, het reinigen van de substraten in een lucht plasma reiniger gedurende 10 min voorafgaand aan het gieten dalen.
      3. Drop werpe de oplossing van 4.2.1 op de substraten van 4.2.2 in stappen 7 pl.
      4. Zodra de films gedroogd verwerven Röntgendiffractie (XRD) gegevens. Verzamel gegevens met behulp van 7000 datapunten met een scansnelheid van1 gegevenspunt per seconde met een Cu-Ka röntgenstraalbron en een invallende golflengte van 1,54059 A.
    3. oplossing Spectroscopie
      1. Verspreiden de geïsoleerde nanodeeltjes (0,1 mg / ml) in chloroform en ultrasone trillingen gedurende 30 minuten en plaats monsters in een afgesloten kwarts cuvet.
      2. Verspreiden de nanocomposiet uit paragraaf 2.6 en zwavel copolymeer uit paragraaf 1.2.3 in formamide (1 mg / ml), geroerd bij 700 rpm en verwarm tot 70 ° C suspensie van het materiaal te vergemakkelijken.
      3. Acquire fotoluminescentie (PL) en absorptiespectra voor drie monsters. Gedrag optische absorptie metingen met behulp van een spectrometer met een triple detector die zich uitstrekt over de ultraviolet, zichtbaar en nabij-infrarode bereik (UV-Vis-NIR). PL voeren metingen met fluorescentie- spectrofotometer met een excitatiegolflengte van 330 nm.
        LET OP: Het specifieke protocol voor het karakteriseren van nanodeeltjes gebruik van de technieken besproken in de paragrafen 4.1.5, 4.2.4, eennd 4.3.2 varieert sterk, afhankelijk van de aard van de speciale hulpmiddelen, dus presenteren we alleen algemene karakteriseringsparameters hier. De geïnteresseerde lezer is gericht op een aantal overzichtsartikelen voor meer informatie over het gebruik van deze analysetechnieken voor CdS nanodeeltjes 17 -. 19

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    Het beeld TEM in figuur 3a toont kleine CdS nanodeeltjes (3-4 nm), die binnen de zwavel copolymeer hebben gekiemd voordat de zwavel copolymeer volledig is verwijderd. De afbeelding in figuur 3a is het resultaat van het nemen van een monster van de nanodeeltjes oplossing direct na de oplossing bereikte 200 ° C. Figuur 3b toont grotere nanodeeltjes (7-10 nm) die in oplossing zijn gegroeid gedurende 30 min voor het zwavelgehalte copolymeer volledig is verwijderd. Figuur 3c toont een sterkere vergroting beeld van het gemarkeerde gebied in figuur 3b. Een nanodeeltjes in figuur 3c heeft een bijzonder duidelijke atomaire vliegtuig afstand die werd gemeten op 3,3 Å zijn. De 3,3 Å atomaire vlak afstand is met de (111) vlak afstand zink-blende CdS of het (002) vlak afstand van wurtzite CdS. Figuur 3D toont dat wanneer de zwavel copolymeer volledig verwijderden opgelost in chloroform, de nanodeeltjes samen aggregeren. De EDS gegevens in Figuur 3d bevestigt de stoichiometrie van CdS (bijna 1: 1) en bevestigt dat de zwavel copolymeer daadwerkelijk is verwijderd.

    In een eerdere publicatie gebruikten we Fourier transformatie infraroodspectroscopie (FTIR) en proton kernmagnetische resonantie spectroscopie (1H NMR) laten zien dat wanneer de zwavel copolymeer volledig verwijderd, deze nanodeeltjes niet gebruikelijke organische liganden. 5 Een studie door Nag et. al. aangetoond dat metal-sulfide nanodeeltjes effectief kan worden geligeerd met anionische zwavelspecies. 7 Wij poneren dat de nanodeeltjes bereid met deze methode eveneens gestructureerd zwavelverbinding op de nanodeeltjes oppervlak. De EDS gegevens in Figuur 3d toont een geringe stoechiometrische overmaat zwavel, wat overeenkomt met de aanwezigheid van zwavelverbindingen op de nanoparkel oppervlak.

    Het XRD patroon van de druppel uitgebrachte nanodeeltje dunne films wordt getoond in Figuur 4 en is consistent met de vorming van wurtzite en mogelijk ook zink blende gestructureerde CdS. De piek die zich bevindt op 26,6 graden overeenkomt met een atomaire vlak afstand van 3,3 A, hetgeen consistent is met het (111) vlak afstand zink-blende CdS of het (002) vlak afstand van wurtzite CdS en bevestigt de vlakke afstand gezien in de TEM beeld van figuur 3c.

    De zwavel copolymeer en de nanocomposiet werd geanalyseerd met UV-Vis spectroscopie zoals in figuur 5. Aangezien de concentraties van elke dispersie gelijk zijn, de gegevens blijkt dat de nanocomposiet vertoont een aanzienlijk verbeterde absorptie in vergelijking met alleen de zwavel copolymeer. De fotoluminescentie gegevens weergegeven in figuur 6 tonen dat de nanocomposiet vertoont een piek dat is blauw-verschoven van de bulkbandgap van CdS (510 nm, 2,4 eV), terwijl de zwavel copolymeer piek is relatief klein.

    De geïsoleerde nanodeeltjes werden ook onderzocht onder toepassing van UV-Vis-NIR spectroscopie en PL nadat de zwavel copolymeer werd verwijderd. Figuur 7 geeft zowel de UV-Vis-NIR en PL data. In figuur 6, de nanodeeltjes een brede piek PL die het middelpunt op het grootste bandgap van CdS en een dienovereenkomstig breed absorptiespectrum met een kleine absorptierand die in het gebied van 450-550 nm. Zodra de zwavel polymeer wordt verwijderd, wordt de nanodeeltjes oppervlak niet meer gepassiveerd en bevat oppervlaktedefecten door de aanwezigheid van bungelende bindingen. Dit leidt tot de aanwezigheid van nieuwe oppervlakte-gestuurde energiestaten dat vervolgens de PL en absorptiespectra verbreden en rood-verschuiving ten opzichte van de spectra weergegeven in figuren 5 en 6 van de nanocomposiet materiaal 18,20 -. 22 Bovendien is depolydispersiteit van de nanodeeltjes leidt tot een populatie van nanodeeltjes die kwantumopsluiting effecten vertonen, die ook verbreedt de spectra. 23 Daarom is in combinatie met onze eerdere werk, deze gegevens ondersteunen de conclusie dat deze nanodeeltjes niet conventionele defect passiverende organische liganden zodra het zijn zwavel copolymeer wordt verwijderd. 5 Voorts tonen deze gegevens dat de zwavel copolymeer passiveert de oppervlaktedefecten van de CdS nanodeeltjes vóór de verwijdering.

    Figuur 1
    Figuur 1. Synthese en structuur van zwavel copolymeer. Elementair zwavel wordt verhit tot een lineair gestructureerde vloeibare zwavel diradicale, die reageert met methylstyreen de zwavel copolymeer te produceren. Klik hier om een grotere versie te bekijkenvan dit cijfer.

    Figuur 2
    Figuur 2. Nanodeeltjes groei en isolatie. De CdS nanodeeltjes kiemen en groeien binnen de zwavel copolymeer. Zodra de reactie voltooid is, wordt de zwavel copolymeer verwijderd om ligand-vrije CdS nanodeeltjes te produceren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    figuur 3
    Figuur 3. TEM beelden van geïsoleerde CdS nanodeeltjes. A) 3-4 nm CdS nanodeeltjes begint te groeien in het copolymeer. B) 7-10 nm nanodeeltjes nadat de reactie is beëindigd. S copolymeer blijft dan aanwezig. C) vergroot beeld van gemarkeerderegio b. d) TEM beeld na verwijdering van S copolymeer. Inzet toont EDS gegevens. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    figuur 4
    Figuur 4. XRD patroon voor CdS nanodeeltjes films. XRD patroon is consistent met de vorming van wurtzite of zink-blende CdS. De molybdeen piek is te wijten aan de ondergrond. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    figuur 5
    Figuur 5. De absorptie spectroscopie voor zwavel copolymeer en nanocomposiet. De nanocomposiet vertoont een significantly verbeterde absorptiepiek in vergelijking met de zwavel alleen copolymeer. Beide materialen hebben gelijke concentraties, terwijl in dispersie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    figuur 6
    Figuur 6. Fotoluminescentiespectroscopie voor zwaveldioxide copolymeer en nanocomposiet. De nanocomposiet vertoont een piek dat is blauw-verschoven van het grootste bandgap van CdS (510 nm, 2,4 eV), terwijl de zwavel copolymeer vertoont relatief weinig fotoluminescentie. Klik hier om te bekijken grotere versie van dit cijfer.

    figuur 7
    Figure 7. Absorptie en Fotoluminescentiespectroscopie van ligand-vrije CdS nanodeeltjes. De PL gegevens tonen een brede piek gecentreerd op 510 nm. De UV-Vis-NIR-gegevens tonen aan een breed absorptie curve met een zwakke absorptie schouder in de range van 450-550 nm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Sulfur (S8), 99.5% Sigma Aldrich 84683
    α-methylstyrene, 99% Sigma Aldrich M80903
    Cadmium acetylacetonate (Cd(acac)), 99.9% Sigma Aldrich 517585 Highly Toxic
    Chloroform (CHCl3), 99.5% Sigma Aldrich C2432
    Hotplate / magnetic stirrer IKA RCT  3810001
    Temperature controller with probe and heating mantle Oakton Temp 9000 WD-89800
    Centrifuge Beckman Coulter Allegra X-22 392186
    Centrifuge Tubes Thermo Scientific 3114 Teflon for resistance to chlorinated solvents
    TEM with attached EDS detector FEI Tecnai G2 F-20 with EDAX detector
    TEM Sample Grid Ted Pella 1824 Ultrathin carbon film substrate with holey carbon support films on a 400 mesh copper grid
    XRD Bruker F-8 Focus Diffractometer
    Molybdenum coated soda lime glass substrates 750 nm thick sputtered molybdenum layer
    Quartz Fluorescence Cuvettes Sigma Aldrich Z803073 10 mm by 10 mm, 4 polished sides with screw top
    UV-Vis-NIR Perkin Elmer Lambda 1050 Spectrometer With 3D WB Detector Module
    PL Horiba FL3-21tau Fluorescence Spectrophotometer

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Rosen, E. L., Buonsanti, R., Llordes, A., Sawvel, A. M., Milliron, D. J., Helms, B. A. Exceptionally Mild Reactive Stripping of Native Ligands from Nanocrystal Surfaces by Using Meerwein's Salt. Angew. Chemie Int. Ed. 51 (3), 684-689 (2012).
    2. Anderson, N. C., Hendricks, M. P., Choi, J. J., Owen, J. S. Ligand exchange and the stoichiometry of metal chalcogenide nanocrystals: spectroscopic observation of facile metal-carboxylate displacement and binding. J. Am. Chem. Soc. 135 (49), 18536-18548 (2013).
    3. Owen, J. S., Park, J., Trudeau, P. E., Alivisatos, A. P. Reaction chemistry and ligand exchange at cadmium-selenide nanocrystal surfaces. J. Am. Chem. Soc. 130 (37), 12279-12281 (2008).
    4. Lokteva, I., Radychev, N., Witt, F., Borchert, H., Parisi, J., Kolny-Olesiak, J. Surface Treatment of CdSe Nanoparticles for Application in Hybrid Solar Cells: The Effect of Multiple Ligand Exchange with Pyridine. J. Phys. Chem. C. 114 (29), 12784-12791 (2010).
    5. Martin, T. R., Mazzio, K. A., Hillhouse, H. W., Luscombe, C. K. Sulfur copolymer for the direct synthesis of ligand-free CdS nanoparticles. Chem. Commun. 51 (56), 11244-11247 (2015).
    6. Chung, W. J., et al. The use of elemental sulfur as an alternative feedstock for polymeric materials. Nat. Chem. 5 (6), 518-524 (2013).
    7. Nag, A., Kovalenko, M. V., Lee, J. -S., Liu, W., Spokoyny, B., Talapin, D. V. Metal-free Inorganic Ligands for Colloidal Nanocrystals S2-, HS-, Se2-, HSe-, Te2-, HTe-, TeS32-, OH-, and NH2- as Surface. J. Am. Chem. Soc. 133 (27), 10612-10620 (2011).
    8. Dong, A., et al. A generalized ligand-exchange strategy enabling sequential surface functionalization of colloidal nanocrystals. J. Am. Chem. Soc. 133 (4), 998-1006 (2011).
    9. Cossairt, B. M., Juhas, P., Billinge, S., Owen, J. S. Tuning the Surface Structure and Optical Properties of CdSe Clusters Using Coordination Chemistry. J. Phys. Chem. Lett. 2 (4), 3075-3080 (2011).
    10. Lee, E., Park, S. J., Cho, J. W., Gwak, J., Oh, M. -K., Min, B. K. Nearly carbon-free printable CIGS thin films for solar cell applications. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 95 (10), 2928-2932 (2011).
    11. Bucherl, C. N., Oleson, K. R., Hillhouse, H. W. Thin film solar cells from sintered nanocrystals. Curr. Opin. Chem. Eng. 2 (2), 168-177 (2013).
    12. Cai, Y., et al. Nanoparticle-induced grain growth of carbon-free solution-processed CuIn(S,Se)2 solar cell with 6% efficiency. ACS Appl. Mater. Inter. 5 (5), 1533-1537 (2013).
    13. Zhou, H., et al. CZTS nanocrystals: a promising approach for next generation thin film photovoltaics. Energy Environ. Sci. 6 (10), 2822-2838 (2013).
    14. Polizzotti, A., Repins, I. L., Noufi, R., Wei, S. -H., Mitzi, D. B. The state and future prospects of kesterite photovoltaics. Energy Environ. Sci. 6 (11), 3171-3182 (2013).
    15. Suehiro, S., et al. Solution-Processed Cu2ZnSnS4 Nanocrystal Solar Cells: Efficient Stripping of Surface Insulating Layers using Alkylating Agents. J. Phys. Chem. C. 118 (2), 804-810 (2013).
    16. Graeser, B. K., et al. Synthesis of (CuInS2)0.5(ZnS)0.5 Alloy Nanocrystals and Their Use for the Fabrication of Solar Cells via Selenization. Chem. Mater. 26 (14), 4060-4063 (2014).
    17. Yin, Y., Alivisatos, A. P. Colloidal nanocrystal synthesis and the organic-inorganic interface. Nature. 437 (7059), 664-670 (2005).
    18. Alivisatos, A. P. Semiconductor Clusters, Nanocrystals, and Quantum Dots. Science. 271 (5251), 933-937 (1996).
    19. Alivisatos, A. P. Perspectives on the Physical Chemistry of Semiconductor Nanocrystals. J. Phys. Chem. 100 (95), 13226-13239 (1996).
    20. Xiao, Q., Xiao, C. Surface-defect-states photoluminescence in CdS nanocrystals prepared by one-step aqueous synthesis method. Appl. Surf. Sci. 255 (16), 7111-7114 (2009).
    21. Zhang, J. Z. Interfacial Charge Carrier Dynamics of Colloidal Semiconductor Nanoparticles. J. Phys. Chem. B. 104 (31), 7239-7253 (2000).
    22. Joswig, J. -O., Springborg, M., Seifert, G. Structural and Electronic Properties of Cadmium Sulfide Clusters. J. Phys. Chem. B. 104 (12), 2617-2622 (2000).
    23. Unni, C., Philip, D., Gopchandran, K. G. Studies on optical absorption and photoluminescence of thioglycerol-stabilized CdS quantum dots. Spectrochim. Acta. A. Mol. Biomol. Spectrosc. 71 (4), 1402-1407 (2008).

    Tags

    Chemie nanodeeltjes nanokristallen synthese cadmium sulfide zwavel polymeer elementaire zwavel liganden
    Synthese van Ligand-vrij CdS Nanodeeltjes binnen een Zwavel copolymeermatrix
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Martin, T. R., Mazzio, K. A.,… More

    Martin, T. R., Mazzio, K. A., Hillhouse, H. W., Luscombe, C. K. Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix. J. Vis. Exp. (111), e54047, doi:10.3791/54047 (2016).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter