Correlating ZnSe Quantum Dot Absorption with Particle Size and Concentration.
Correlating ZnSe Quantum Dot Absorption with Particle Size and Concentration.
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DOI：
10.1021/acs.chemmater.1c02501
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发表时间：
2021-09-28
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Dennis AM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Toufanian R;Zhong X;Kays JC;Saeboe AM;Dennis AM
在过去的十年中，对无重金属的半导体纳米晶体的关注增加了对ZnSe半导体量子点（QD）的兴趣。将ZnSe核可靠且一致地结合到核/壳异质结构或器件中需要将最低能量电子跃迁（1 S峰）与它们的尺寸和摩尔消光系数（ε）相关联的经验拟合方程。虽然这些方程是已知的并且大量用于CdSe、CdTe、CdS、PbS等，它们对于ZnSe没有很好地建立，并且对于直径<3.5nm的ZnSe QD不存在。采用小角X射线散射（SAXS）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见光谱（UV-vis）和微波等离子体原子发射光谱（MP-AES）对一系列直径为2 ~ 6 nm的ZnSe量子点进行了表征。SAXS为基础的尺寸分析，使小颗粒的实际列入评估，和元素分析与MP-AES阐明了非化学计量的Zn：Se的比例与锌封端的球形ZnSe量子点一致。使用这些组合结果，将QD尺寸与其最低能量电子跃迁（即，1 S峰位置），Zn：Se比，和摩尔消光系数为1 S峰，1 S积分，和高能量波长的报告。最后，方程被用来跟踪的ZnSe核心反应的演变。这些结果将使ZnSe核心颗粒在复杂的异质结构和器件中的一致和可靠的使用成为可能。
The focus on heavy metal-free semiconductor nanocrystals has increased interest in ZnSe semiconductor quantum dots (QDs) over the past decade. Reliable and consistent incorporation of ZnSe cores into core/shell heterostructures or devices requires empirical fit equations correlating the lowest-energy electron transition (1S peak) to their size and molar extinction coefficients (ε). While these equations are known and heavily used for CdSe, CdTe, CdS, PbS, etc., they are not well established for ZnSe and are nonexistent for ZnSe QDs with diameters <3.5 nm. In this study, a series of ZnSe QDs with diameters ranging from 2 to 6 nm were characterized by small-angle X-ray scattering (SAXS), transmission electron microscopy (TEM), UV–vis spectroscopy, and microwave plasma atomic emission spectroscopy (MP-AES). SAXS-based size analysis enabled the practical inclusion of small particles in the evaluation, and elemental analysis with MP-AES elucidates a nonstoichiometric Zn:Se ratio consistent with zinc-terminated spherical ZnSe QDs. Using these combined results, empirical fit equations correlating QD size with its lowest-energy electron transition (i.e., 1S peak position), Zn:Se ratio, and molar extinction coefficients for 1S peak, 1S integral, and high-energy wavelengths are reported. Finally, the equations are used to track the evolution of a ZnSe core reaction. These results will enable the consistent and reliable use of ZnSe core particles in complex heterostructures and devices.
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