Effect of surface ligands on the optical properties of aqueous soluble CdTe quantum dots

Abstract

We investigate systematically the influence of the nature of thiol-type capping ligands on the optical and structural properties of highly luminescent CdTe quantum dots synthesized in aqueous media, comparing mercaptopropionic acid (MPA), thioglycolic acid (TGA), 1-thioglycerol (TGH), and glutathione (GSH). The growth rate, size distribution, and quantum yield strongly depend on the type of surface ligand used. While TGH binds too strongly to the nanocrystal surface inhibiting growth, the use of GSH results in the fastest growth kinetics. TGA and MPA show intermediate growth kinetics, but MPA yields a much lower initial size distribution than TGA. The obtained fluorescence quantum yields range from 38% to 73%. XPS studies unambiguously put into evidence the formation of a CdS shell on the CdTe core due to the thermal decomposition of the capping ligands. This shell is thicker when GSH is used as ligand, as compared with TGA ligands.

A facile single injection Hydrothermal method for the synthesis of thiol capped CdTe Quantum dots as light harvesters

“…In addition, the same QDs also find application in biomedical labeling, imaging, sensing and diagnostics by utilizing their fluorescence properties [5,6]. Among various semiconductor QDs known till date, Cadmium telluride (CdTe) QDs is one of most significant semiconductor nanocrystals which are largely used in solar photovoltaic cell, opto-electronic devices and in vivo biomedical detection fluorescent tags in biology [5][6][7][8].…”

Síntese Em Sistemas Microfluídicos De Nanopartículas De Cdte E De Ag Para Estudo Qualitativo De Interação Em Fluxo E Preparação De Filmes Finos Desses Nanomateriais

“…Os QDs devem ser modificados com ligantes de cadeia curta de superfície que contem grupos tióis ou aminas para aumentar a sua solubilidade em água. A natureza dos ligantes influencia fortemente nas propriedades ópticas dos QDs aquosos (WENG et al, 2006;SILVA et al, 2010;SILVA et al, 2012;ESTEVE-TURRILLAS e ABAD-FUENTES, 2013;GUI et al, 2013 QDs torna fácil uma futura conjugação com biomoléculas, desta forma é determinante a escolha do ligante (GE et al, 2008;SILVA et al, 2012;ESTEVE-TURRILLAS e ABAD-FUENTES, 2013;VALE et al, 2015).…”

“…No método em batelada, o tempo de redução do Te 0 com NaBH4, para NaHTe foi baseado na mudança da coloração da suspensão inicial de cinza (Figura 22A) para roxo/rosa/vinho (Figura 22B), o que levou em média 10 minutos para acontecer (GAPONIK et al, 2002;YAN et al, 2009;SILVA et al, 2012;VALE et al, 2015). O tempo de redução indicado pela mudança da coloração, e a taxa de fluxo de injeção de NaHTe para o precursor de cádmio são parâmetros importantes no processo de síntese QDs de CdTe-TGA, no entanto, são pouco mencionados ou pouco detalhados nas literatura (DAI et al, 2012).…”

“…Neste caso, o tempo de viragem da coloração da suspensão (de cinza para roxa-escura), sendo acrescidos mais 12 minutos para resfriamento da amostra e estabilização da solução (sem a formação de H2, com mudança da coloração da solução de roxa-escura para roxa-clara). Como o crescimento dos QDs é influenciado pela temperatura (YANG, 2010;SILVA et al, 2012), a injeção das soluções precursoras necessitou ser acompanhada de aquecimento, uma vez que as mesmas estavam armazenadas em temperatura ambiente (25ºC) nos respectivos balões de 50 mL. Nesse contexto, o desenho e desenvolvimento da configuração experimental com dois fornos tubulares possibilitou controlar a temperatura do forno 1 para a injeção do CdCl2, e do forno 2 para a injeção da mistura reacional no reator tubular (ver item 2.3.…”

“…A redução do tempo de nucleação favorece a formação de QDs com comprimentos de onda e largura à meia altura (FWHM) menores. Quanto menor for FWHM menor é a polidispersão da solução coloidal aquosa (YANG, 2010;CHEN et al, 2011;SILVA et al, 2012 …”