揭示硫前体对Zn1-xCdxS合金纳米晶体中金属配位和光学性质的影响

《Advanced Optical Materials》：Unravelling the Effect of Sulfur Precursors on Metal Coordination and Optical Properties in Zn1-xCdxS Alloyed Nanocrystals

采用一锅合成法，通过硫粉和DPTU两种前驱体结合L/X型配体系统，成功制备Zn???Cd?S纳米晶（x=0.1–0.4）。结构表征显示两者均形成近晶态、尺寸均一且球形的纳米晶，但DPTU前驱体制得的纳米晶在x=0.1时表现出20 nm额外的红移。XPS和NMR分析表明硫前驱体调控了Zn的配位环境，揭示了硫源对合金纳米晶生长中金属化学配位的关键影响。

　　

摘要

胶体三元合金半导体纳米晶体（NCs）因其可溶液处理性和可通过调节成分来调控的光电性能而受到了广泛关注。然而，精确控制三元合金NCs的成分和光学特性仍然是一个关键挑战。本文报道了一种一锅法合成单分散Zn_1-xCd_xS NCs（x = 0.1–0.4）的方法，该方法使用了两种不同的硫前驱体（硫粉或N,N’-二苯基硫脲（DPTU）），并结合了L型（油胺，OLA）和X型（油酸，OA）配体系统。结构表征表明，无论Zn/Cd比例如何，两种硫源均能制备出具有近似结晶相、相似平均粒径和球形形态的NCs。然而，光致发光（PL）分析显示其光谱从蓝光区域向红光区域发生了与成分相关的移动。在高Zn含量（x = 0.1）时，DPTU衍生的NCs比硫粉衍生的NCs显示出额外的20 nm红移。X射线光电子能谱（XPS）解卷积结果显示DPTU衍生的NCs中Zn 2p_3/2结合能略有变化，而固态⁶⁷Zn核磁共振（NMR）谱则显示出了不同的局部化学结构，这些共同表明硫前驱体对NCs生长过程中金属化学配位的调控作用。这些发现揭示了硫前驱体在调节合金NCs生长过程中金属化学配位方面所起的关键但常被忽视的作用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。