ساخت نقاط كوانتومي سولفيد روي: بررسي اثر حضور عامل مهاركننده تيولي بر روي خواص فتوفيزيكي و ريزساختار نانوذرات

Synthesis of ZnS Quantum Dots: The effect of thiol capping agent on photophysical and microstructural properties of nanoparticles

در پژوهش حاضر، نقاط كوانتومي ZnS، به روشآبي سنتز و تاثير تيوگلايكوليك‌ اسيد به عنوان عامل مهاركننده آلي در غلظت‌هاي متفاوت (0، 5/1، 2و 5/2%وزني)بر روي خواص فتوفيزيكي و ريزساختار نانوذراتبررسي گرديد.جهت ارزيابي خواص فازي، ريزساختار و فتوفيزيكي نانوذرات تهيه شده، از آزمون‌هاي پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف‌سنجي تبديلفوريهمادون قرمز (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، جذب در ناحيهمريي-فرابنفش (UV-Vis)و اسپكتروفوتومتري فتونورتابيي (PL) استفاده شد.آزمون پراش اشعه ايكس نشان داد كه فاز مورد نظر تشكيل شده ونانوبلورك‌هاي حاصل ساختار مكعبي با اندازه 3-2 نانومتر دارند. همچنين،تصاوير حاصل از ميكروسكوپ الكتروني روبشي، مورفولوژي نسبتا يكنواخت و ذرات كروي شكل را نشان داد. بعلاوه، نتايج آزمون طيف‌سنجيتبديلفوريهمادونقرمز(FTIR)حاكي از حضور گروه‌‌هاي آلي بر روي سطح نانوذرات مي‌باشد. با توجه به آزمون فتونورتابيي، بيشترين شدت نشر در غلظت2% از عامل مهاركننده در طول موج 520 نانومتر مشاهده گرديد كه به علت كاهش نقص‌هاي سطحي مي‌باشد.شكاف انرژي حاصل از آزمون جذب مريي-فرابنفش، براي نمونه در حضور عامل مهاركننده بزرگتر از نمونه بدون آن مي‌باشد. هم‌چنين در نتيجه اثر تحديد كوانتومي، شكاف انرژي نمونه‌ها از شكاف انرژي مربوط به تودهZnSبزرگتر است.

In this work, the ZnS semiconductor quantum dots were successfully synthesized via an aqueous method and the effect of Thioglycolic Acid (TGA) as organic capping agent in different concentrations on the photophysical properties was studied. To analyze the resulting uncapped and capped nanoparticles, comprehensive characterization methods such as X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), UV-Visible absorption and photoluminescence (PL) spectra were used.The XRD analysis indicates that the nanocrystals have cubic zinc blende structure.The SEM micrograph showed uniform morphology and relatively regular ?ne grains with near spherical shape.From photo-luminescence spectra, it was found that the emission has maximum intensity in concentration of 2% wt capping agent. According to UV-Visible absorption, optical band gap of spherical capped nanoparticles showed higher energy compared to uncapped sample. Also, the band gap of capped ZnS nanoparticles bigger than bulk ZnS, which is due to quantum confinement effect.