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Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:kobv:b43-567091

Assessing the influence of microwave-assisted synthesis parameters and stabilizing ligands on the optical properties of AIS/ZnS quantum dots

  • Luminescent semiconductor quantum dots (QDs) are frequently used in the life and material sciences as reporter for bioimaging studies and as active components in devices such as displays, light-emitting diodes, solar cells, and sensors. Increasing concerns regarding the use of toxic elements like cadmium and lead, and hazardous organic solvents during QD synthesis have meanwhile triggered the search for heavy-metal free QDs using green chemistry syntheses methods. Interesting candidates are ternary AgInS2 (AIS) QDs that exhibit broad photoluminescence (PL) bands, large effective Stokes shifts, high PL quantum yields (PL QYs), and long PL lifetimes, which are particularly beneficial for applications such as bioimaging, white light-emitting diodes, and solar concentrators. In addition, these nanomaterials can be prepared in high quality with a microwave-assisted (MW) synthesis in aqueous solution. The homogeneous heat diffusion and instant temperature rise of the MW synthesis enables aLuminescent semiconductor quantum dots (QDs) are frequently used in the life and material sciences as reporter for bioimaging studies and as active components in devices such as displays, light-emitting diodes, solar cells, and sensors. Increasing concerns regarding the use of toxic elements like cadmium and lead, and hazardous organic solvents during QD synthesis have meanwhile triggered the search for heavy-metal free QDs using green chemistry syntheses methods. Interesting candidates are ternary AgInS2 (AIS) QDs that exhibit broad photoluminescence (PL) bands, large effective Stokes shifts, high PL quantum yields (PL QYs), and long PL lifetimes, which are particularly beneficial for applications such as bioimaging, white light-emitting diodes, and solar concentrators. In addition, these nanomaterials can be prepared in high quality with a microwave-assisted (MW) synthesis in aqueous solution. The homogeneous heat diffusion and instant temperature rise of the MW synthesis enables a better control of QD nucleation and growth and thus increases the batch-to-batch reproducibility. In this study, we systematically explored the MW synthesis of AIS/ZnS QDs by varying parameters such as the order of reagent addition, precursor concentration, and type of stabilizing thiol ligand, and assessed their influence on the optical properties of the resulting AIS/ZnS QDs. Under optimized synthesis conditions, water-soluble AIS/ZnS QDs with a PL QY of 65% and excellent colloidal and long-term stability could be reproducible prepared.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Lorena Dhamo, Karl David Wegner, Christian WürthORCiD, I. Häusler, Vasile-Dan HodoroabaORCiD, Ute Resch-GengerORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Scientific reports
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Nature Publishing Group
Verlagsort:London
Jahrgang/Band:12
Ausgabe/Heft:1
Aufsatznummer:22000
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
Freie Schlagwörter:AgInS; Aqueous synthesis; Microwave-assisted synthesis; Quantum dots
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
Material / Nano
DOI:10.1038/s41598-022-25498-3
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-567091
ISSN:2045-2322
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:22.12.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:28.12.2022
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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