Proposição de uma nova rota simplificada para a síntese de pontos quânticos coloidais de CdTe: caracterização e estudo da cinética de crescimento

Abstract

O desenvolvimento de nanoestruturas é de grande importância para aplicações tecnoló- gicas bem como para uma maior compreensão de fenômenos quânticos. Nesta escala, destacam-se os pontos quânticos, que são nanoestruturas cuja luminescência é tamanho- dependente. Estas estruturas podem ser sintetizadas tanto em abordagens bottom-up quanto em top-down. Em particular, a síntese de pontos quânticos coloidais usando rotas químicas é uma das mais empregadas, devido a variedade de aplicações possíveis para as nanoestruturas luminescentes produzidas desta maneira. Neste trabalho, apresentamos os resultados de uma nova rota de síntese para pontos quânticos coloidais de CdTe em meio aquoso. A grande vantagem sobre sínteses já bem conhecidas encontra-se na sua facilidade de reprodução bem como a simpliőcação de etapas experimentais complexas relatadas em trabalhos anteriores. A particularidade experimental encontra-se no método de obtenção do precursor calcogeneto à base de telúrio. Por meio de análises ópticas de fotolumi- nescência e absorbância aliadas ao modelo teórico DFL, o qual determina a distribuição de tamanhos das nanopartículas luminescentes, extraímos os parâmetros necessários para uma análise cinética da reação do crescimento dos pontos quânticos de CdTe. Os raios das nanopartículas obtidos analiticamente foram veriőcados experimentalmente através da técnica de microscopia de força atômica. Foi então realizada uma investigação dos modos de crescimento via análise cronomal de Nielsen, a qual permitiu deőnir os modos de crescimento predominantes. Palavras-chave: Pontos Quânticos CdTe. Modelo DLF. Cinética Crescimento Pontos Quânticos.

The development of nanostructures is of great importance for the technological appli- cations as well as for a better understanding of quantum phenomena. On this scale, the quantum dots, that are nanostructures in which the luminescence is size-dependent, stand out. These structures can be synthesized following both bottom-up and top-down approaches. In particular, the synthesis of colloidal quantum dots using chemical routes is one of the most applied techniques, due to the variety of possible applications for the luminescent nanostructures produced by this way. In this work, we present the results of a new chemical route for the colloidal CdTe quantum dots synthesis in aqueous medium. The great advantage of this method over other well-known synthesis lies in the ease of production as well as the simpliőcation of the more complex experimental steps related in previous works. The experimental particularity lies in the method of obtaining the tellurium based chalcogenide precursor. By using the optical analysis of the photolumi- nescence and absorbance spectra, combined with a theoretical DFL model in which the optical properties of the luminescent nanoparticles are related with their size distribution, we were able to obtain the parameters that allowed us to describe the growth kinetics of the CdTe quantum dot. The nanoparticle radius distribution obtained by analytical solution was veriőed experimentally by atomic force microscopy measurements. Then, an investigation was developed of the growth modes using the Nielsen’s chronomal analysis. Keywords: CdTe Quantum Dots. DLF Model. Growth Kinetics of Quantum Dots.