ВПЛИВ УМОВ СИНТЕЗУ НА ВЛАСТИВОСТІ НАНОЧАСТИНОК CdS
DOI:
https://doi.org/10.32782/pet-2022-2-4Ключові слова:
Халькогеніди, наноструктури, генерація другої гармонікиАнотація
Напівпровідникові нанокристали мають різноманітне практичне застосування, включаючи компоненти оптоелектронних транзисторів, флуоресцентні біологічні мітки, та інше. Відповідні матеріали демонструють хороші фотомеханічні характеристики завдяки добрій фототермічній стабільності у поєднанні з високою фононною ангармонічністю, яка характерна для халькогенідів. Проте все ще залишається проблема отримання дисперсних зразків малого розміру. У цій роботі ми порівнюємо морфологію нанокристалів (НК) сульфіду кадмію (CdS), синтезованих електрохімічним шляхом як з PVS, так і з детергентом ATLAS G3300, тобто методами електролітичного синтезу з детергентом. Представлені структурні особливості НК CdS, а також їх нелінійно-оптичні властивості другого порядку. Описано методологію синтезу нанокристалів CdS, експериментальні методи, які застосовуються при структурних дослідженнях CdS нанопорошків, такі як рентгенівська порошкова дифракція та скануюча електронна мікроскопія. Аналіз показує, що синтезовані НК CdS характеризуються гексагональною або кубічною структурою, що відповідає типу вюрциту або сфалериту відповідно. Наведено приблизний вміст НК вюрциту та сфалериту. В синтезованих порошках явно домінує структура вюрциту (P63mc). Крім того, застосування детергенту ATLAS G3300 при синтезі НК призводить до практично незмінного співвідношення (3:1) вюрциту та сфалериту НК. Густина струму електролізу практично не впливає на співвідношення модифікацій вюрциту і сфалериту в отриманому CdS. У роботі продемонстровано СЕМ зображення нанопорошків CdS. Встановлено, що додавання до електроліту стабілізатора Atlas G3300 сприяє зменшенню розмірів частинок та зменшенню ступеня їх полідисперсності. Дослідження генерації другої гармоніки було проведене для кращого розуміння нелінійно-оптичних властивостей, які дуже важливі для різних застосувань, наприклад, біосенсорів. Можна побачити, що розмір зерна має досить значний вплив на інтенсивність сигналу SHG. Фракції дрібніших частинок порошку дають нижчі сигнали SHG.
Посилання
Jaiswal J.K., Mattoussi H., Mauro J.M. and Simon S.M. Long-term multiple color imaging of live cells using quantum dot bioconjugates. Nat. Biotechnol. 2003. Vol. 21. P. 47-51.
Brown K.R., Lidar D.A. and Whaley K.B. Quantum computing with quantum dots on quantum linear supports. Phys. Rev. 2002. Vol. A65. 012307.
Chan W.C.W., Maxwell D.J., Gao X.H., Bailey R.E., Han M.Y and Nie S.M. Luminescent quantum dots for multiplexed biological detection and imaging. Curr. Opin. Biotechnol. 2002. Vol. 13, P.40-46.
Sweeney R.Y., Mao C., Gao X., Burt J.L., Belcher A.M., Georgiou G. and Iverso B.L. Bacterial biosynthesis of cadmium sulfide nanocrystals. Chem. Biol. 2004. Vol. 11. P.1553-1559.
Ozga K., Yanchuk O.M., Tsurkova L.V., Marchuk O.V., Urubkov I.V., Romanyuk Y.E., Fedorchuk O., Lakshminarayana G. and Kityk I.V. Operation by optoelectronic features of cadmium sulphide nanocrystallites embedded into the photopolymer polyvinyl alcohol matrices. Appl. Surf. Sci. 2018. Vol. 446. p. 209-214.
Parasyuk O.V., Babizhetskyy V.S., Khyzhun O.Y., Levytskyy V.O., Kityk I.V., Myronchuk G.L., Tsisar O.V., Piskach L.V., Jedryka J., Maciag A. and Piasecki M. Novel quaternary TlGaSn2Se6 single crystal as promising material for laser operated infrared nonlinear optical modulators. Crystals. 2017. Vol.7. P. 341-357.
Krymus A.S., Myronchuk G.L., Parasyuk O.V., Lakshminarayana G., Fedorchuk A.O., El-Naggar A., Albassam A. and Kityk I.V. Photoconductivity and nonlinear optical features of novel AgxGaxGe1- xSe2 crystals. Mater. Res. Bull. 2017. Vol. 85. P. 74-79.
Ozga K., Yanchuk O.M., Tsurkova L.V., Marchuk O.V., Urubkov I.V., Romanyuk Y.E., Fedorchuk O., Lakshminarayana G., Kityk I.V. Operation by optoelectronic features of cadmium sulphide nanocrystallites embedded into the photopolymer polyvinyl alcohol matrices. Applied Surface Science. 2018. Vol. 446. P. 209-214.
Патент 93471U Україна, МПК (2014.01) C 01G 11/00, Спосіб отримання нанопорошків кадмій сульфіду електролізом водного розчину індиферентного електроліту, заявник та патентний власник Східноєвропейський нац. ун-т імені Лесі Українки. - № u201313037; Заявл. 11.11.2013; опубл. 10.10.2014. Бюл. № 9. - 3 с.
Banerjee R., Jayakrishnan R. and Ayyub P. Effect of the size-induced structural transformation on the band gap in CdS nanoparticles. J. Phys.: Condens. Matter. 2000. Vol.12. p.10647–10654.
Michal Jacobsohn and Uri Banin. Size Dependence of Second Harmonic Generation in CdSe Nanocrystal Quantum Dots. Phys. Chem. B. 2000. Vol.104(1) 1–5.
