Formation of Colloidal Copper Indium Sulfide Nanosheets by Two-Dimensional Self-Organization.
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DOI：
10.1021/acs.chemmater.7b04925
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发表时间：
2017-12-26
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
de Mello Donega C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Berends AC;Meeldijk JD;van Huis MA;de Mello Donega C
胶体二维半导体纳米片（NS）由于其独特的性质而成为一类有趣的新材料。然而，这些NS的合成是具有挑战性的，并且用于除了公知的Pb-和Cd-硫属化物之外的材料的合成程序仍然不发达。本文提出了一种制备铜铟硫（CIS）纳米结构的新方法，并对其结构和光学性质进行了研究。CIS NS通过2.5 nm黄铜矿CuInS 2纳米晶体（NC）的自组织和定向附着形成，产生三角形和六边形形状的NS，其厚度为1.3 nm，横向尺寸为20至1000 nm。自组织诱导快速阳离子提取，导致有吸引力的偶极相互作用之间的NC。伯胺在CIS NS的形成中起关键作用，既通过原位形成阳离子萃取剂，又通过防止NC附着到NS的顶面和底面。此外，DFT计算表明，胺是必不可少的稳定产物CIS NS的铜蓝晶体结构。的NS是铟缺乏和非化学计量引起的等离子体共振在近红外光谱窗口。
Colloidal 2D semiconductor nanosheets (NSs) are an interesting new class of materials due to their unique properties. However, synthesis of these NSs is challenging, and synthesis procedures for materials other than the well-known Pb- and Cd-chalcogenides are still underdeveloped. In this paper, we present a new approach to make copper indium sulfide (CIS) NSs and study their structural and optical properties. The CIS NSs form via self-organization and oriented attachment of 2.5 nm chalcopyrite CuInS2 nanocrystals (NCs), yielding triangular- and hexagonal-shaped NSs with a thickness of ∼3 nm and lateral dimensions ranging from 20 to 1000 nm. The self-organization is induced by fast cation extraction, leading to attractive dipolar interactions between the NCs. Primary amines play a crucial role in the formation of the CIS NSs, both by forming in situ the cation extracting agent, and by preventing the attachment of NCs to the top and bottom facets of the NSs. Moreover, DFT calculations reveal that the amines are essential to stabilize the covellite crystal structure of the product CIS NSs. The NSs are indium-deficient and the off-stoichiometry gives rise to a plasmon resonance in the NIR spectral window.
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