Síntesis y caracterización de Q-dots De sulfuros de Cd, Zn y Pb

1. Síntesis y caracterización de Q-dots De sulfuros de Cd, Zn y Pb Esteban Ithuralde Javier Solis Romina Filippo Tamara L. Parapugna Laboratorio de Complementos de Química Inorgánica y Analítica Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. UBA

2. ¿Qué es un quantum dot (QD) o punto cuántico? • Partícula de material semiconductor cuyas • dimensiones están confinadas de 1 a 10 nm • Propiedades físicas y químicas diferentes al bulk como consecuencia de: - cambios en el espaciamiento de los niveles de energía - alta relación área/volumen cuando el tamaño de la partícula disminuye.

3. Propiedades ópticas Interacción de la luz con los electrones de valencia de los materiales Diagrama que ilustra la evolución de niveles de energía del material bulk al cluster (20-60 Å de diámetro)

4. Al disminuir el diámetro del cluster se observa: • Los niveles de energía que forman una banda se hacen más discretos y cuantizados • La magnitud de la energía del band gap del cluster se incrementa Energía de confinamiento del primer estado electrónico excitado puede ser aproximada según la ecuación de Brus:

5. Síntesis de estos nanomateriales: Para evitar la aglomeración y la subsecuente precipitación de los clusters como un material en bulk, se debe prevenir el contacto entre ellos. Se han diseñado diferentes técnicas. En particular nosotros utilizamos como medio estabilizador micelas inversas. La caracterización se llevó a cabo mediante espectroscopías de absorción y emisión.

6. EL EXPERIMENTO Sulfuros de Cd, Zn y Pb

7. Espectroscopía de absorbancia: Equipo: UV-3101PC Shimadzu Barridos de 250 a 650 nm Espectroscopía de fluorescencia: fluorómetro modular QuantaMaster-PTI.

8. RESULTADOS Sulfuro de cadmio

9. Espectros de fluorescencia para distintos tamaños de nanopartículas de CdS: lexc= 350 I= (370;690)

10. Espectros de excitación para distintos tamaños de nanopartículas de CdS: I= (240;500) llec= 52

11. Espectros de excitación y emisión normalizados para distintos tamaños de nanopartículas de CdS

12. Sulfuro de Zinc

13. Sulfuro de Plomo Espectro de absorción de PbS (4.42 x 10-5 ). Las partículas fueron formadas en la mezclaAOT/n-hptano/agua. Los valores de W fueron = 5,10,15,20,25,30. (Fuente: I. Chakraborty and S. P. Moulink, Journal of Nanoparticle Research. 7, (2005). P 240)

14. Espectros de excitación y emisión para distintos tamaños de nanopartículas de PbS. Comparación con el solvente.

15. Influencia del tipo de metal para un tamaño micelar constante

16. Sulfuros combinados

17. CONCLUSIONES • CdS: al disminuir el tamaño de partícula (20-60 Å) notamos que hay un aumento de intensidades. • Se pudo comprobar (para CdS y ZnS) que al disminuir el tamaño de las Qdots hay un corrimiento hacia el azul de los bordes de absorbancia, es decir que el band gap es de mayor energía. • En cuanto al cambio de los metales para un tamaño de cluster dado: los bordes de absorción en orden de longitud de onda creciente son: 290 nm para el ZnS, 400 nm para el CdS y 550 nm para el PbS • En cuanto a los sulfuros combinados el comportamiento de absorbancia lo domina el CdS frente al ZnS • Consideraciones experimentales: Blancos de fluorescencia ,solventes orgánicos secos y material perfectamente seco y limpio.

18. AGRADECIMIENTOS • María Claudia Marchi por su buena predisposición • Departamento de Química Inorgánica y Analítica por facilitarnos los equipos para medir. • UBA por darnos la posibilidad de estudiar y llevar a cabo prácticas experimentales