رشد تك ظرفي و خودسامانده نانوذرات نورتاب به رنگ قرمز 2 (CdS:Mn/Mn(OH

Self-assembled one-pot synthesis of red luminescent CdS:Mn/Mn(OH)2 nanoparticles

در اين تحقيق روش جديدي براي رشد نانوذرات CdS ناخالص شده با Mn كه با پوسته اي غير آلي از Mn(OH)2 پوشيده شده و نورتابي به رنگ قرمز(635nm) دارند گزارش ميشود. Na2S2O3 ، CdSO4 و Mn(NO3)2 به عنوان پيش مواد و تيوگليسرول (C3H8O2S) به عنوان عامل پوششي و كاتاليست واكنش استفاده شده اند. استفاده از اين مواد منجر به آهنگ انحام واكنش و رشد بسيار آهسته ذرات مي گردد. رشد تك ظرفي و خودسامانده ذرات در pH برابر 8 و نسبت Mn به Cd برابر 10 انجام شده و به مدت 10 روز به طول مي انجامد. نانوذرات CdS:Mn به آهستگي و در اولين روز شكل مي گيرند در حالي كه نورتابي ضعيفي دارند. پس از 7 روز محلول با تشكيل ذراتي جديد به رنگ سفيد در مي ايد كه در روز بعد بر ديواره هاي ظرف رسوب مي كند. لايه سفيد روي ديواره ها در نهمين روز به رنگ قهوه اي در مي آيد و نورتابي افزايش مي يابد. در دهمين روز ذرات CdS:Mn رسوب كرده و از محلول خارج مي شوند. آناليزهاي XRD و سنجي اپتيكي نانوذرات كريستالي CdS با اندازه متوسط 3.6nm را نشان مي داد. ما اين افزايش نورتابي را بر اساس تشكيل پوسته Mn(OH)2 بر سطح نانوذرات CdS:Mn در طي مرحله تشكيل رسوب توضيح مي دهيم. اين فرايند به غير فعال سازي باندهاي آزاد S در سطح نانوذرات و افزايش قابل توجه نورتابي مي شود.

We report a novel method of growing red luminescent (635 nm) Mn-doped CdS (CdS:Mn) nanoparticles capped by an inorganic shell of Mn(OH)2. CdSO4, Na2S2O3 and Mn(NO3)2 were used as the precursors, and thioglycerol (C3H8O2S) was employed as the capping agent and also the catalyst of the reaction. Using these materials resulted in very slow rate of the reaction and particles growth. The self-assembled one-pot process was performed at pH of 8 and Mn:Cd ratio of 10, and took about 10 days for completion. CdS:Mn nanoparticles are slowly formed in the first day of the process; however, the luminescence is weak. After 7 days, the solution turns white turbid through the formation of additional particles, which precipitate on the walls on the next day. At this stage, a relatively strong red luminescence at 635nm appears from transparent solution of the CdS:Mn nanoparticles. The white deposit on the walls turns to dark-brown color and luminescence increases on the 9th day. Finally, the CdS:Mn nanoparticles agglomerate and precipitate out of the solution on 10th day. X-ray diffraction and optical spectroscopy showed crystalline phase CdS nanoparticles with an average size of 3.6 nm. We explain the luminescence enhancement based on the formation of a Mn(OH)2 shell on the surface of the CdS:Mn nanoparticles during the precipitation stage This passivates the surface S dangling bonds and results in considerable luminescence increase .