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Real-time monitoring of CdTe quantum dots growth in aqueous solution

  • Quantum dots (QDs) are remarkable semiconductor nanoparticles, whose optical properties are strongly size-dependent. Therefore, the real-time monitoring of crystal growth pathway during synthesis gives an excellent opportunity to a smart design of the QDs luminescence. In this work, we present a new approach for monitoring the formation of QDs in aqueous solution up to 90 °C, through in situ luminescence analysis, using CdTe as a model system. This technique allows a detailed examination of the evolution of their light emission. In contrast to in situ absorbance analysis, the in situ luminescence measurements in reflection geometry are particularly advantageous once they are not hindered by the concentration increase of the colloidal suspension. The synthesized particles were additionally characterized using X-ray diffraction analysis, transition electron microscopy, UV-Vis absorption and infrared spectroscopy. The infrared spectra showed that 3-mercaptopropionic acidQuantum dots (QDs) are remarkable semiconductor nanoparticles, whose optical properties are strongly size-dependent. Therefore, the real-time monitoring of crystal growth pathway during synthesis gives an excellent opportunity to a smart design of the QDs luminescence. In this work, we present a new approach for monitoring the formation of QDs in aqueous solution up to 90 °C, through in situ luminescence analysis, using CdTe as a model system. This technique allows a detailed examination of the evolution of their light emission. In contrast to in situ absorbance analysis, the in situ luminescence measurements in reflection geometry are particularly advantageous once they are not hindered by the concentration increase of the colloidal suspension. The synthesized particles were additionally characterized using X-ray diffraction analysis, transition electron microscopy, UV-Vis absorption and infrared spectroscopy. The infrared spectra showed that 3-mercaptopropionic acid (MPA)-based thiols are covalently bound on the surface of QDs and microscopy revealed the formation of CdS. Setting a total of 3 h of reaction time, for instance, the QDs synthesized at 70, 80 and 90 °C exhibit emission maxima centered at 550, 600 and 655 nm. The in situ monitoring approach opens doors for a more precise achievement of the desired emission wavelength of QDs.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:P. F. G. M. da Costa, L. G. Merízio, N. Wolff, H. Terraschke, A. S. S. de Camargo
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Scientific Reports
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.6 Glas
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer Science and Business Media LLC
Jahrgang/Band:14
Ausgabe/Heft:1
Aufsatznummer:7884
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:CdTe quantum dots; In situ synthesis; Real time growth control
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Nano
DOI:10.1038/s41598-024-57810-8
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-603596
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:24.06.2024
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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