Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах
Досліджено фізико-хімічні властивості низькорозмірних структур на основі CdTe, отриманого методом колоїдного синтезу. Встановлено, що розміри нанокристал ів CdTe та їх розкид за розміром змінюються немонотонно зі збільшенням тривалості синтезу. Досліджено вплив гідроксиетилідендифосфонової, етиленди...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116721 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах / О.А. Капуш, Л.І. Тріщук, В.М. Томашик, З.Ф. Томашик, І.С. Бабічук, С.Д. Борук // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 91-96. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-116721 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1167212025-02-23T17:53:31Z Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах Effect of stabilizers on the regularities of CdTe nanocrystals formation in colloidal solutions Капуш, О.А. Тріщук, Л.І. Томашик, В.М. Томашик, З.Ф. Бабічук, І.С. Борук, С.Д. Досліджено фізико-хімічні властивості низькорозмірних структур на основі CdTe, отриманого методом колоїдного синтезу. Встановлено, що розміри нанокристал ів CdTe та їх розкид за розміром змінюються немонотонно зі збільшенням тривалості синтезу. Досліджено вплив гідроксиетилідендифосфонової, етилендиамінтетраацетатно ї, тіогліколевої кислот, а також тіосечовини і L-цистеїну на процеси формування НК CdTe у водних розчинах. Проаналізовано основні фотолюмінесцентні характеристики цих матеріалів та фізичні основи випромінювання світла наночастинок CdTe, модифікованих речовинами різної природи. The physicochemical properties of nanosized systems based on CdTe, obtaining by colloidal synthesis, have been investigated. It was found that the sizes of CdTe nanocrystals and their variation in size are characterized by a nonmonotonic changes with the increasing of synthesis duration. Influence of oxyethylenediphosphonic acid, ethylene diamine tetraacetate, thioglycolic acid, thiourea and L-cysteine on the processes of formation CdTe NCs in aqueous solutions has been determined also. The main photoluminescence properties of these materials and the physical basis of light emission CdTe nanoparticles, modified by the substances of different nature, have been analyzed. 2012 Article Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах / О.А. Капуш, Л.І. Тріщук, В.М. Томашик, З.Ф. Томашик, І.С. Бабічук, С.Д. Борук // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 91-96. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 0233-7577 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116721 544.77 : 546.48/24 uk Оптоэлектроника и полупроводниковая техника application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Досліджено фізико-хімічні властивості низькорозмірних структур на основі CdTe, отриманого методом колоїдного синтезу. Встановлено, що розміри нанокристал ів CdTe та їх розкид за розміром змінюються немонотонно зі збільшенням тривалості синтезу. Досліджено вплив гідроксиетилідендифосфонової, етилендиамінтетраацетатно ї, тіогліколевої кислот, а також тіосечовини і L-цистеїну на процеси формування НК CdTe у водних розчинах. Проаналізовано основні фотолюмінесцентні характеристики цих матеріалів та фізичні основи випромінювання світла наночастинок CdTe, модифікованих речовинами різної природи. |
| format |
Article |
| author |
Капуш, О.А. Тріщук, Л.І. Томашик, В.М. Томашик, З.Ф. Бабічук, І.С. Борук, С.Д. |
| spellingShingle |
Капуш, О.А. Тріщук, Л.І. Томашик, В.М. Томашик, З.Ф. Бабічук, І.С. Борук, С.Д. Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
| author_facet |
Капуш, О.А. Тріщук, Л.І. Томашик, В.М. Томашик, З.Ф. Бабічук, І.С. Борук, С.Д. |
| author_sort |
Капуш, О.А. |
| title |
Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах |
| title_short |
Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах |
| title_full |
Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах |
| title_fullStr |
Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах |
| title_full_unstemmed |
Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах |
| title_sort |
вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів cdte в колоїдних розчинах |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116721 |
| citation_txt |
Вплив стабілізаторів на закономірності формування нанокристалів CdTe в колоїдних розчинах / О.А. Капуш, Л.І. Тріщук, В.М. Томашик, З.Ф. Томашик, І.С. Бабічук, С.Д. Борук // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 91-96. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| series |
Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
| work_keys_str_mv |
AT kapušoa vplivstabílízatorívnazakonomírnostíformuvannânanokristalívcdtevkoloídnihrozčinah AT tríŝuklí vplivstabílízatorívnazakonomírnostíformuvannânanokristalívcdtevkoloídnihrozčinah AT tomašikvm vplivstabílízatorívnazakonomírnostíformuvannânanokristalívcdtevkoloídnihrozčinah AT tomašikzf vplivstabílízatorívnazakonomírnostíformuvannânanokristalívcdtevkoloídnihrozčinah AT babíčukís vplivstabílízatorívnazakonomírnostíformuvannânanokristalívcdtevkoloídnihrozčinah AT boruksd vplivstabílízatorívnazakonomírnostíformuvannânanokristalívcdtevkoloídnihrozčinah AT kapušoa effectofstabilizersontheregularitiesofcdtenanocrystalsformationincolloidalsolutions AT tríŝuklí effectofstabilizersontheregularitiesofcdtenanocrystalsformationincolloidalsolutions AT tomašikvm effectofstabilizersontheregularitiesofcdtenanocrystalsformationincolloidalsolutions AT tomašikzf effectofstabilizersontheregularitiesofcdtenanocrystalsformationincolloidalsolutions AT babíčukís effectofstabilizersontheregularitiesofcdtenanocrystalsformationincolloidalsolutions AT boruksd effectofstabilizersontheregularitiesofcdtenanocrystalsformationincolloidalsolutions |
| first_indexed |
2025-11-24T04:18:52Z |
| last_indexed |
2025-11-24T04:18:52Z |
| _version_ |
1849643952711401472 |
| fulltext |
ISSN 0233-7577. Oïòîýëåêòðîíèêà è ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ òåõíèêà, 2012, âûï. 47 91
ÓÄÊ 544.77 : 546.48/24
. . , . . , . . ,
. . , . . , . . *
CdTe
Äîñë³äæåíî ô³çèêî-õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³ íèçüêîðîçì³ðíèõ ñòðóêòóð íà
îñíîâ³ CdTe, îòðèìàíîãî ìåòîäîì êîëî¿äíîãî ñèíòåçó. Âñòàíîâëåíî, ùî ðîçì³ðè íà-
íîêðèñòàë³â CdTe òà ¿õ ðîçêèä çà ðîçì³ðîì çì³íþþòüñÿ íåìîíîòîííî ç³ çá³ëüøåííÿì
òðèâàëîñò³ ñèíòåçó. Äîñë³äæåíî âïëèâ ã³äðîêñèåòèë³äåíäèôîñôîíîâî¿, åòèëåíäèàì³í-
òåòðààöåòàòíî¿, ò³îãë³êîëåâî¿ êèñëîò, à òàêîæ ò³îñå÷îâèíè ³ L-öèñòå¿íó íà ïðîöåñè
ôîðìóâàííÿ ÍÊ CdTe ó âîäíèõ ðîç÷èíàõ. Ïðîàíàë³çîâàíî îñíîâí³ ôîòîëþì³íåñöåíòí³
õàðàêòåðèñòèêè öèõ ìàòåð³àë³â òà ô³çè÷í³ îñíîâè âèïðîì³íþâàííÿ ñâ³òëà íàíî÷àñ-
òèíîê CdTe, ìîäèô³êîâàíèõ ðå÷îâèíàìè ð³çíî¿ ïðèðîäè.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: êàäì³é òåëóðèä, íàíîêðèñòàë, ñòàá³ë³çàòîð, ñïåêòðè ôîòîëþì³íå-
ñöåíö³¿.
Íàíîêðèñòàëè (ÍÊ) CdTe øèðîêî âèêîðèñòîâóþòüñÿ â áà-
ãàòüîõ ãàëóçÿõ íàóêè òà òåõí³êè óíàñë³äîê ïðîÿâó êâàíòîâî-ðîçì³ðíèõ
åôåêò³â. Ñó÷àñí³ ìåòîäèêè ¿õ ñèíòåçó ïîâèíí³ õàðàêòåðèçóâàòèñÿ ìîæëè-
â³ñòþ îòðèìàííÿ âåëèêî¿ ê³ëüêîñò³ çðàçê³â ³ç äîñòàòí³ì êîíòðîëåì ¿õ
ðîçì³ð³â, ôîðìè òà äèñïåðñíîñò³ äëÿ òîãî, ùîá âëàñòèâîñò³ îêðåìèõ ÍÊ
íå óñåðåäíþâàëèñÿ íåîäíîð³äí³ñòþ çðàçê³â. ³äîìî, ùî çì³íà ñï³ââ³äíî-
øåííÿ ïåâíèõ âèõ³äíèõ êîìïîíåíò³â òà óìîâ ñèíòåçó äຠçìîãó îòðèìó-
âàòè ÍÊ ð³çíèõ ðîçì³ð³â òà ð³çíîãî ñòóïåíÿ äèñïåðñíîñò³. Îäíàê ïðè
ôîðìóâàíí³ òàêèõ ñèñòåì ãîëîâíîþ ïðîáëåìîþ çàëèøàºòüñÿ ìîæëèâ³ñòü
îòðèìàííÿ äèñïåðñíèõ ñèñòåì ³ç äîñòàòíüîþ ñò³éê³ñòþ ó ÷àñ³ òà íåçíà÷-
íîþ ÷óòëèâ³ñòþ äî çîâí³øí³õ âïëèâ³â. Íàéá³ëüø ïîøèðåíèì ìåòîäîì
ðåãóëþâàííÿ ñò³éê³ñòþ òàêèõ ñèñòåì º àäñîðáö³éíà ñòàá³ë³çàö³ÿ ïîâåðõí³
ÍÊ. Ó ïðîöåñ³ ñèíòåçó ÍÊ CdTe øèðîêî çàñòîñîâóþòü ñòàá³ë³çàòîðè
ð³çíîãî ðîäó (ïîë³â³í³ëîâèé ñïèðò, ïîë³ôîñôàò íàòð³þ, æåëàòèí, ò³îãë³-
êîëåâó êèñëîòó, ò³îãë³öåðîë, öèñòå¿í òîùî). Ïðîòå ïðîáëåìîþ çàëèøà-
ºòüñÿ òîé ôàêò, ùî á³ëüø³ñòü ³ç íèõ õàðàêòåðèçóþòüñÿ âèñîêèì ð³âíåì
òîêñè÷íîñò³. Àäñîðáö³ÿ ñòàá³ë³çàòîð³â, ÿê ïðàâèëî, çìåíøóº ïîâåðõíåâó
åíåðã³þ, ùî ñïðè÷èíþº ðóéíóâàííÿ àãðåãàò³â â äèñïåðñíèõ ñèñòåìàõ ³
çàïîá³ãຠâèíèêíåííþ êîàãóëÿö³éíèõ êîíòàêò³â ì³æ ÷àñòèíêàìè ïðè ¿õ
îñ³äàíí³ [1, 2]. Òàêèì ÷èíîì, îòðèìàííÿ íàíîðîçì³ðíèõ ÷àñòèíîê êàä-
ì³é òåëóðèäó ìåòîäàìè êîëî¿äíî¿ õ³ì³¿ íåðîçðèâíî ïîâ�ÿçàíå ç âèð³øåí-
íÿì äâîõ ïðîáëåì: ¿õ ñèíòåçó òà ñòàá³ë³çàö³¿.
Ìåòà ö³º¿ ïðàö³ � ïîøóê íåòîêñè÷íèõ ðå÷îâèí, ÿê³ õàðàêòåðèçóþòü-
ñÿ çäàòí³ñòþ äî ñòàá³ë³çàö³¿ êîëî¿äíèõ íàíîêðèñòàë³â, à òàêîæ äîñë³-
äæåííÿ âïëèâó ïðèðîäè òà êîíöåíòðàö³¿ ñòàá³ë³çàòîð³â íà çàêîíîì³ðíîñò³
ôîðìóâàííÿ òà îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ íàíîêðèñòàë³â CdTe ó êîëî¿äíèõ
ðîç÷èíàõ.
Ó çàãàëüíîìó ñèíòåç³ ÍÊ ó ðîç÷èí³ êîæåí ³ç òèï³â àòîì³â,
ùî áåðóòü ó÷àñòü ó ôîðìóâàíí³ ÷àñòèíêè, ââîäèòüñÿ ó ðåàêòîð ó ôîðì³
ïðåêóðñîðà, ÿêèé º ìîëåêóëîþ àáî êîìïëåêñîì, ùî ì³ñòèòü îäèí àáî
á³ëüøå òèï³â àòîì³â, íåîáõ³äíèõ äëÿ ðîñòó ÍÊ. Ó äàí³é ïðàö³ äæåðåëîì
© Î.À. Êàïóø, Ë.². Òð³ùóê, Â.Ì. Òîìàøèê, Ç.Ô. Òîìàøèê, ².Ñ. Áàá³÷óê, Ñ.Ä. Áîðóê, 2012
92
Cd2+-³îí³â º 0,1 Ì âîäíèé ðîç÷èí ñîë³ CdI2, à Te2�-³îí³â � ãàç Í2Te,
åëåêòðîõ³ì³÷íî îòðèìàíèé ó ãàëüâàíîñòàòè÷í³é êâàðöîâ³é êîì³ðö³. ßê
ñòàá³ë³çàòîðè ïîâåðõí³ ÍÊ CdTe â õîä³ ñèíòåçó âèêîðèñòîâóâàëè ò³îñå-
÷îâèíó, åòèëåíäèàì³íòåòðààöåòàòíó êèñëîòó (ÅÄÒÀ), ò³îãë³êîëåâó êèñëî-
òó (ÒÃÊ), ã³äðîêñèåòèë³äåíäèôîñôîíîâó êèñëîòó (ÃÅÄÔ), L-öèñòå¿í-ã³ä-
ðîõëîðèä (L-öèñ).
ÍÊ CdTe ñèíòåçóâàëè â³äïîâ³äíî äî ìåòîäèêè, îïèñàíî¿ â [3]. Ïåðåä
ïî÷àòêîì ñèíòåçó êð³çü ðîç÷èí ïðîòÿãîì 15�20 õâ áàðáîòóâàëè àðãîí
äëÿ âèäàëåííÿ ïîâ³òðÿ ³ç ðåàêòîðà. Íàäàë³ àðãîí ñëóæèâ ãàçîì-íîñ³ºì
äëÿ Í2Te, ÿêèé ïðîïóñêàëè êð³çü ðåàêö³éíå ñåðåäîâèùå âïðîäîâæ 0,5�
10 õâ ïðè ïîñò³éíîìó ïåðåì³øóâàíí³ çà äîïîìîãîþ ìàãí³òíî¿ ì³øàëêè.
×åðåç òåíäåíö³þ H2Te äî ðîçïàäó çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè òà âèñîêèé
ð³âåíü òîêñè÷íîñò³ éîãî îòðèìóâàëè çà òåìïåðàòóðè �10 Ñ â ³íåðòí³é àò-
ìîñôåð³ (àðãîí). Ùîá çàïîá³ãòè âèêèäàì ³ç ðåàêö³éíîãî ñåðåäîâèùà ã³ä-
ðîãåí òåëóðèäó, ùî íå ïðîðåàãóâàâ ó õîä³ õ³ì³÷íî¿ ðåàêö³¿ óòâîðåííÿ
CdTe, âèõëîïí³ ãàçè ðåàêòîðà ïðîïóñêàëè êð³çü ðîç÷èí NaOH äëÿ íåéò-
ðàë³çàö³¿ çàëèøêîâèõ ê³ëüêîñòåé H2Te. ϳñëÿ çàâåðøåííÿ åëåêòðîë³çó
àðãîí áàðáîòóâàëè êð³çü ðîç÷èí âïðîäîâæ ùå 15�20 õâ äëÿ òîãî, ùîá
ïðîðåàãóâàâ óâåñü óòâîðåíèé Í2Te. Îòðèìàíèé êîëî¿äíèé ðîç÷èí çáåð³-
ãàëè çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè ó ãåðìåòè÷íèõ ñòåðèëüíèõ ºìíîñòÿõ çà
â³äñóòíîñò³ îñâ³òëåííÿ.
Ñïåêòðè îïòè÷íîãî ïîãëèíàííÿ (ÎÏ) òà ôîòîëþì³íåñöåíö³¿ (ÔË)
âèì³ðþâàëè çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè. Çáóäæåííÿ ÔË çä³éñíþâàëè Íå-
Ñd-ëàçåðîì ç äîâæèíîþ õâèë³ 325,0 íì ³ ïîòóæí³ñòþ 10 ìÂò, ñèãíàë ðå-
ºñòðóâàëè çà äîïîìîãîþ óñòàíîâêè íà îñíîâ³ ñïåêòðîìåòðà ÌÄÐ-23,
îñíàùåíîãî íåîõîëîäæóâàíèì ôîòîïîìíîæóâà÷åì ÔÝÓ-100 ç êîìï�þ-
òåðíèì êåðóâàííÿì ðîçãîðòêîþ ñïåêòðà. Ðîçì³ðè ÍÊ CdTe ó êîëî¿äíèõ
ðîç÷èíàõ âèçíà÷àëè çà äîïîìîãîþ ëàçåðíîãî àâòîêîðåëÿö³éíîãî àíàë³çà-
òîðà Zetasizer ZS. Äëÿ êåðóâàííÿ ïðèëàäîì òà îáðîáêè äàíèõ âèêîðèñòî-
âóâàëè ïðîãðàìó Zetasizer Software.
Ó õîä³ ñèíòåçó ÍÊ CdTe íà ¿õ ïîâåðõí³ â³äáóâàºòüñÿ ðóéíó-
âàííÿ êðèñòàë³÷íèõ ´ðàòîê, ùî ñóïðîâîäæóºòüñÿ âèíèêíåííÿì âñåðåäèí³
çàáîðîíåíî¿ çîíè ïàñòîê, ÿê³ íåéòðàë³çóþòüñÿ ñòàá³ë³çàòîðîì. Çà â³äñóò-
íîñò³ àáî íåäîñòà÷³ ñòàá³ë³çóþ÷îãî ïîêðèòòÿ íà ïîâåðõí³ ÍÊ íîñ³¿ çàðÿäó
ìîæóòü çì³ùóâàòèñÿ äî ïàñòîê, ùî ñïðè÷èíþº ëþì³íåñöåíö³þ ïðè á³ëü-
øèõ äîâæèíàõ õâèëü. Òàêèì ÷èíîì, ÷åðåç íåäîñòàòíþ ñòàá³ë³çàö³þ ïîâå-
ðõí³ ÍÊ â³äáóâàºòüñÿ øâèäêà àãðåãàö³ÿ ÷àñòèíîê ³, ÿê íàñë³äîê, ñïîñòå-
ð³ãàºòüñÿ âòðàòà ñåäèìåíòàö³éíî¿ ñò³éêîñò³ ðîç÷èíó.  ñâîþ ÷åðãó öå çó-
ìîâëþº çìåíøåííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ÔË ðîç÷èíó ÍÊ CdTe (ñõåìàòè÷íî
öåé ïðîöåñ ïîêàçàíî íà ðèñ. 1) [3].
Äîñë³äæåííÿ îïòè÷íèõ âëàñòèâîñòåé
êîëî¿äíèõ ðîç÷èí³â ÍÊ CdTe, ñòàá³-
ë³çîâàíèõ ðå÷îâèíàìè ð³çíî¿ ñòðóê-
òóðè òà õ³ì³÷íîãî ñêëàäó, äຠçìîãó
âèçíà÷èòè âïëèâ ïðèðîäè ñòàá³ë³-
çàòîð³â íà çàêîíîì³ðíîñò³ ñèíòåçó,
ïðîöåñè çàðîäêîóòâîðåííÿ òà ÔË
âëàñòèâîñò³ ÷àñòèíîê CdTe.
Ðèñ. 1. Ñõåìà ÔË íàíîêðèñòàë³â: 1 � âè-
ïðîì³íþâàííÿ ïîâåðõíåþ ïàñòêè; 2 � áåç-
âèïðîì³íþâàëüíà ðåêîìá³íàö³ÿ; 3 � åêñè-
òîííå âèïðîì³íþâàííÿ
93
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðíà ôîðìóëà (à) òà 3D-çîáðàæåííÿ (á) Cd-ÅÄÒÀ êîìïëåêñó
Ñèíòåçîâàíèì íàíîäèñïåðñ³ÿì CdTe ïðèòàìàííà íèçêà îñîáëèâîñ-
òåé çàëåæíî â³ä âèõ³äíî¿ êîíöåíòðàö³¿ ðåàãåíò³â (Cd²2, H2Te, ñòàá³ë³çà-
òîð). Çá³ëüøåííÿ âèõ³äíî¿ êîíöåíòðàö³¿ ³îí³â Cd2+ òà Te2� ïðèçâîäèòü äî
çá³ëüøåííÿ ðîçì³ð³â óòâîðåíèõ ÍÊ â³ä 1 äî 20 íì òà ðîçøèðåííÿ ä³àïà-
çîíó ¿õ ðîçêèäó çà ðîçì³ðàìè. Âèñíîâêó ïðî çíà÷íèé âïëèâ ïðèðîäè ³
êîíöåíòðàö³¿ ñòàá³ë³çàòîð³â íà ðîçì³ðè ÷àñòèíîê òà çàêîíîì³ðíîñò³ ¿õ
óòâîðåííÿ ìîæíà ä³éòè ç³ çì³íè çàáàðâëåííÿ îòðèìàíèõ ó õîä³ ñèíòåçó
ðîç÷èí³â, à òàêîæ äîñë³äæóþ÷è ¿õ îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³.
³çóàëüíî ñïîñòåð³ãàºòüñÿ, ùî ïðè âèêîðèñòàíí³ ÿê ñòàá³ë³çàòîðà
ÒÃÊ, ÃÅÄÔ, L-öèñ àáî ò³îñå÷îâèíè ðîç÷èí ó ðåàêòîð³ â êîæíîìó âèïàäêó
ïî÷èíຠçì³íþâàòè ñâîº çàáàðâëåííÿ ïðàêòè÷íî ìèòòºâî ï³ñëÿ ïî÷àòêó
ïðîöåñó ñèíòåçó. Ïðè âèêîðèñòàíí³ ÅÄÒÀ ïîÿâ³ çàáàðâëåííÿ ïåðåäóº
äåÿêèé ³íäóêö³éíèé ïåð³îä, ÿêèé òðèâຠâ³ä 1 äîáè äî 3�6 ì³ñÿö³â çà-
ëåæíî â³ä òåìïåðàòóðè çáåð³ãàííÿ ³ êîíöåíòðàö³¿ ñòàá³ë³çàòîðà [4]. Ïðè-
÷èíîþ òàêî¿ çì³íè, ³ìîâ³ðíî, º á³ëüøà ñò³éê³ñòü ïðîì³æíèõ êîìïëåêñ³â, ùî
óòâîðþº êàäì³é ç ÅÄÒÀ (â³ðîã³äíó ñõåìó íàâåäåíó íà ðèñ. 2), í³æ êîìïëåê-
ñ³â íà îñíîâ³ ³íøèõ äîñë³äæóâàíèõ ñòàá³ë³çàòîð³â. Êîíñòàíòà íåñò³éêîñò³
êîìïëåêñó, ùî óòâîðþº êàäì³é ç ë³ãàíäîì ÅÄÒÀ, (�COO�CH2)2N�(CH2)2�
N(CH2�COO�)2 ñòàíîâèòü 3,46·10�17 (ðÍ = 16,46). Êîìïëåêñîóòâîðåííÿ ïî-
÷èíàºòüñÿ ïðè ðÍ = 1, à ïðè ðÍ = 4,5 óæå 99,9 % Cd ïåðåõîäèòü â êîì-
ïëåêñ [5, 6]. ϳäòâåðäæåííÿì ö³º¿ ã³ïîòåçè º òîé ôàêò, ùî çà äàíîþ ìåòî-
äèêîþ ïðè ðÍ > 5 íå âäàºòüñÿ îòðèìàòè ÍÊ CdTe, ñòàá³ë³çîâàí³ ÅÄÒÀ.
Îñê³ëüêè â êîíöåíòðàö³éíèõ ìåæàõ, ÿê³ äîñë³äæóâàëèñÿ, äîáóòîê
êîíöåíòðàö³é â³ëüíèõ ³îí³â Cd2+ ³ Te2� çíà÷íî ïåðåâèùóº äîáóòîê ðîç-
÷èííîñò³ CdTe, ìîæíà çðîáèòè âèñíîâîê ïðî òå, ùî âïëèâ ñòàá³ë³çàòîð³â
íà ïðîöåñè çàðîäêîóòâîðåííÿ òà ðîñòó êðèñòàë³â ìຠâèêëþ÷íî ê³íåòè÷-
íèé õàðàêòåð. Ïðè öüîìó ÍÊ CdTe, ñòàá³ë³çîâàí³ ÒÃÊ òà L-öèñ, õàðàê-
òåðèçóþòüñÿ ÿñêðàâî âèðàæåíèìè ôîòîëþì³íåñöåíòíèìè âëàñòèâîñòÿ-
ìè, à ñòàá³ë³çîâàí³ ÃÅÄÔ òà ÅÄÒÀ âèÿâëÿþòü ñëàáî âèðàæåíó ÔË îäðà-
çó ï³ñëÿ ïîÿâè çàáàðâëåííÿ, ïðîòå ï³ñëÿ òåðìîîáðîáêè àáî âèòðèìêè
ðîç÷èí³â ïðîòÿãîì ê³ëüêîõ ä³á ÔË ïîâí³ñòþ ãàñèòüñÿ. Âîäíî÷àñ äàí³
ñïåêòðîñêîﳿ îïòè÷íîãî ïîãëèíàííÿ ï³äòâåðäæóþòü íàÿâí³ñòü ÍÊ CdTe
ó ðîç÷èí³. Ïðè öüîìó êîðîòêîõâèëüîâèé çñóâ òà ÷³òê³ñòü ï³êà ïîãëèíàí-
íÿ ñâ³ä÷àòü ïðî ìàë³ ðîçì³ðè òà íåçíà÷íèé ðîçêèä çà ðîçì³ðàìè ÷àñòè-
íîê CdTe, ñòàá³ë³çîâàíèõ ÅÄÒÀ (ðèñ. 3, êðèâà 1) òà ÃÅÄÔ (ðèñ. 3, êðè-
âà 2). Ìîæíà ïðèïóñòèòè, ùî òàê³ ñèñòåìè õàðàêòåðèçóþòüñÿ ïðîõîäæåí-
94
íÿì ïðîöåñ³â áåçâèïðîì³íþâàëüíî¿
ðåêîìá³íàö³¿ âíàñë³äîê âèñîêîãî ð³-
âíÿ äåôåêòíîñò³ ïîâåðõí³ ÍÊ CdTe,
ñòàá³ë³çîâàíèõ ÅÄÒÀ òà ÃÅÄÔ. Òà-
êîæ â³ðîã³äíèì º òå, ùî ïðè âèêî-
ðèñòàíí³ ÿê ñòàá³ë³çàòîðà ÒÃÊ òà
L-öèñ âçàºìîä³ÿ ÍÊ CdTe â³äáóâà-
ºòüñÿ ïåðåâàæíî çà ìåõàí³çìîì äåê-
ñòåð³âñüêîãî åëåêòðîííîãî ïåðåíå-
ñåííÿ, à ïðè âèêîðèñòàíí³ ÃÅÄÔ
òà ÅÄÒÀ äîì³íóþ÷èì º ôåðñòåð³âñü-
êå ðåçîíàíñíå ïåðåíåñåííÿ åíåð㳿.
Ïðè âèêîðèñòàíí³ ò³îñå÷îâèíè
ÿê ñòàá³ë³çàòîðà êîëî¿äíèé ðîç÷èí
ÍÊ CdTe íàáóâຠæîâòî-îðàíæå-
âîãî çàáàðâëåííÿ, ÿêå ïðàêòè÷íî ìèòòºâî çì³íþºòüñÿ íà ìóòíî-êîðè÷-
íåâå. ×åðåç 2 ãîä ñïîñòåð³ãàºòüñÿ âèïàäàííÿ îñàäó ÷îðíîãî êîëüîðó, à
ðîç÷èí ïîâí³ñòþ ïðîñâ³òëþºòüñÿ ³ íå âèÿâëÿº ôîòîëþì³íåñöåíòíèõ âëà-
ñòèâîñòåé. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî òå, ùî íà ïî÷àòêîâèõ ñòàä³ÿõ ôîðìóâàííÿ
ÍÊ ò³îñå÷îâèíà ñòàá³ë³çóº ¿õ ïîâåðõíþ, à ïðè äîñÿãíåíí³ ïåâíî¿ êðèòè÷-
íî¿ êîíöåíòðàö³¿ â³äáóâàºòüñÿ øâèäêà àãðåãàö³ÿ ÍÊ CdTe â ðîç÷èí³.
Ïðè âèêîðèñòàíí³ ÿê ñòàá³ë³çàòîðà ÒÃÊ îäðàçó ï³ñëÿ ¿¿ äîäàâàííÿ â
ðåàêö³éíå ñåðåäîâèùå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïîìóòí³ííÿ ðîç÷èíó àáî âèïàäàí-
íÿ á³ëîãî «ñèðíèñòîãî» îñàäó. Öå, ³ìîâ³ðíî, º íàñë³äêîì óòâîðåííÿ ò³î-
ëàòíèõ êîìïëåêñ³â êàäì³þ (ðèñ. 4), ìàëîðîç÷èííèõ çà òàêèõ óìîâ, ÿê³
÷àñòêîâî ïåðåòâîðþþòüñÿ â CdTe, à òàêîæ àäñîðáóþòüñÿ íà ïîâåðõí³
ÍÊ, ïåðåøêîäæàþ÷è ¿õ àãðåãàö³¿. ϳäòâåðäæåííÿì öüîãî º òîé ôàêò, ùî
ïðè çá³ëüøåíí³ ðÍ ñåðåäîâèùà ðîç÷èí çíîâó ñòຠïðîçîðèì.
Ó õîä³ ñèíòåçó ÍÊ CdTe, ñòàá³ë³çîâàíèõ ÒÃÊ ó âîäíèõ ðîç÷èíàõ ìå-
òîäîì êîëî¿äíîãî ñèíòåçó, êîë³ð îòðèìàíîãî ðîç÷èíó çì³íþºòüñÿ â³ä ñâ³-
òëî-ëèìîííîãî äî ÿñêðàâî-÷åðâîíîãî òà ÷åðâîíî-êîðè÷íåâîãî, ùî º
ïðÿìèì äîêàçîì ôîðìóâàííÿ ÍÊ ð³çíîãî ðîçì³ðó. Ïðîòÿãîì 15�30 ä³á
ï³ñëÿ ñèíòåçó âíàñë³äîê äîâãîòðèâàëî¿ ñåäèìåíòàö³¿ êîëî¿äíèé ðîç÷èí
ñïî÷àòêó çíà÷íî ïðîñâ³òëþºòüñÿ (íàïðèêëàä, â³ä ÷åðâîíîãî äî îðàíæå-
âîãî àáî â³ä íàñè÷åíîãî æîâòîãî äî ëèìîííî-æîâòîãî), à ïîò³ì íàáóâàº
á³ëüø ³íòåíñèâíîãî çàáàðâëåííÿ. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî çì³íó ðîçêèäó ÷àñòè-
íîê CdTe çà ðîçì³ðàìè, à ¿õ îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ êàðäèíàëüíî çì³íþþòü-
ñÿ. Âíàñë³äîê àãðåãàö³¿ òà ïåðåêðèñòàë³çàö³¿ ê³ëüê³ñòü ÷àñòèíîê çìåíøó-
ºòüñÿ â 5�7 ðàç³â. ³äïîâ³äíî äî [1] àíàëîã³÷íîãî åôåêòó ìîæíà äîñÿãòè,
ïðîâîäÿ÷è òåðìîîáðîáêó êîëî¿äíîãî ðîç÷èíó ÍÊ CdTe ïðè 50 òà 100 Ñ
óïðîäîâæ 1�3 ãîä. Îñê³ëüêè äîçð³âàííÿ ÷àñòèíîê â³äáóâàºòüñÿ äóæå
øâèäêî, ìîæå ñïîñòåð³ãàòèñÿ çá³ëüøåííÿ ê³ëüêîñò³ äåôåêò³â íà ïîâåðõí³
ÍÊ CdTe. Âîäíî÷àñ ð³çêå çá³ëüøåííÿ ðîçì³ð³â ÷àñòèíîê ìîæå ïðèçâîäè-
Ðèñ. 4. Çîáðàæåííÿ ³ìîâ³ðíî¿ ñòðóêòóðè 1D Cd-ÒÃÊ êîìïëåêñó [7]
Ðèñ. 3. Ñïåêòðè ÎÏ êîëî¿äíèõ ðîç÷èí³â ÍÊ
CdTe, ñòàá³ë³çîâàíèõ ÅÄÒÀ (1) òà ÃÅÄÔ (2)
95
Çàëåæí³ñòü ðîçì³ð³â ÍÊ CdTe â³ä óìîâ ñèíòåçó
Òðèâàë³ñòü
ñèíòåçó, ñ
Ñï³ââ³äíîøåííÿ
êîíöåíòðàö³¿
³îí³â [Cd2+]:[Te2�]
Ñåðåäí³é ðîçì³ð
ÍÊ CdTe/ÒÃÊ, íì
Êîåô³ö³ºíò
ïîë³äèñïåðñíîñò³
60 16:1 1 0,505
3
120 8:1 2,5 0,296
180 5:1 1,5 0,424
300 3:1 1 0,524
4
480 2:1 5 0,479
900 1:1 1000 0,649
òè äî çìåíøåííÿ ñò³éêîñò³ ðîç÷èí³â ó ÷àñ³. Òàêèì ÷èíîì, óíàñë³äîê äî-
âãîòðèâàëî¿ ñåäèìåíòàö³¿ ïðè çáåð³ãàíí³ âèõ³äíîãî êîëî¿äíîãî ðîç÷èíó â
àíàåðîáíèõ óìîâàõ ïðîòÿãîì òðèâàëîãî ÷àñó (â³ä 3 òèæí³â äî 3 ì³ñÿö³â)
ìîæíà îòðèìàòè ðîç÷èíè, ÿê³ õàðàêòåðèçóþòüñÿ ìåíøèì ðîçêèäîì çà
ðîçì³ðàìè òà á³ëüøîþ ñòàá³ëüí³ñòþ ó ÷àñ³, í³æ àíàëîã³÷í³ ðîç÷èíè ï³ñëÿ
òåðìîîáðîáêè.
Ðîçêèä ÍÊ CdTe/ÒÃÊ çà ðîçì³ðàìè ï³ñëÿ 30 äí³â âèòðèìêè âèçíà÷à-
ëè çà äîïîìîãîþ ëàçåðíîãî ãðàíóëîìåòðà. ²ç ðåçóëüòàò³â àíàë³çó îòðèìà-
íèõ çàëåæíîñòåé ìîæíà çðîáèòè âèñíîâîê ïðî òå, ùî ðîçì³ðè ÍÊ CdTe
òà ¿õ ðîçêèä çà ðîçì³ðîì çì³íþþòüñÿ íåìîíîòîííî ç³ çá³ëüøåííÿì òðè-
âàëîñò³ ñèíòåçó. ×àñòèíêè ç íàéìåíøèì ðîçêèäîì çà ðîçì³ðàìè óòâî-
ðþþòüñÿ, êîëè ñï³ââ³äíîøåííÿ êîíöåíòðàö³é ðîç÷èí³â [Cd2+]:[Te2�] ñòà-
íîâèòü 8:1 òà 2:1. Çà óìîâè ïðîâåäåííÿ ñèíòåçó ³ç âèêîðèñòàííÿì âåëè-
êîãî íàäëèøêó ³îí³â Cd2+ óòâîðþþòüñÿ ÷àñòèíêè CdTe ìàëîãî ðîçì³ðó,
àëå ç øèðîêèì ðîçêèäîì çà ðîçì³ðàìè àáî ÷³òêî âèðàæåíèì á³ìîäàëü-
íèì ðîçïîä³ëîì. Ó ðàç³ çá³ëüøåííÿ ñï³ââ³äíîøåííÿ [Cd2+]:[Te2�] â³ä 2:1
äî 1:1 ðîçì³ð îòðèìàíèõ ÍÊ CdTe çá³ëüøóºòüñÿ ó 100 ðàç³â. Ç öüîãî ìî-
æíà çðîáèòè âèñíîâîê ïðî òå, ùî ñï³ââ³äíîøåííÿ [Cd2+]:[Te2�] 2:1 º
êðèòè÷íèì, ³ ïîäàëüøå çá³ëüøåííÿ ê³ëüêîñò³ ³îí³â Te2� â ðåàêö³éíîìó
ñåðåäîâèù³ ïðèçâîäèòü äî çì³íè ñï³ââ³äíîøåííÿ øâèäêîñòåé çàðîäêîóò-
âîðåííÿ òà ðîñòó çàðîäê³â CdTe. Ó òàáëèö³ ïîêàçàíî, ÿê çì³íþºòüñÿ ñå-
ðåäí³é ðîçì³ð ÍÊ CdTe çàëåæíî â³ä ñï³ââ³äíîøåííÿ ³îí³â [Cd2+]:[Te2�].
×åðåç 6 ì³ñÿö³â ñòóï³íü ïîë³äèñïåðñíîñò³ òà îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ óñ³õ äî-
ñë³äæóâàíèõ êîëî¿äíèõ ðîç÷èí³â ÍÊ CdTe, îêð³ì îñòàííüîãî, òàêîæ äå-
ùî çì³íþþòüñÿ, àëå íåçíà÷íîþ ì³ðîþ. Êîëî¿äíèé ðîç÷èí, ùî ì³ñòèòü
ÍÊ CdTe ç ðîçì³ðîì áëèçüêèì äî 1000 íì, ÷åðåç 2 ì³ñÿö³ ï³ñëÿ ñèíòåçó
âòðà÷ຠñåäèìåíòàö³éíó ñò³éê³ñòü ³ ïåðåõîäèòü ³ç â³ëüíîäèñïåðñíîãî ó
çâ�ÿçàíîäèñïåðñíèé ñòàí.
Íà ï³äñòàâ³ àíàë³çó îäåðæàíèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ ðåçóëüòàò³â ä³éøëè
âèñíîâêó: ÿêùî êîíöåíòðàö³ÿ ÍÊ CdTe íå ïåðåâèùóº êðèòè÷íó (ÑCdTe =
= 5,1 10�3 ìîëü/ë ç ïåðåðàõóíêó íà ÑÒå
2�), òî ïðè äîñÿãíåíí³ ïåâíèõ çíà-
÷åíü ñòóïåíÿ äèñïåðñíîñò³ äîñë³äæóâàíà ñèñòåìà ïåðåõîäèòü ó ñòàí äè-
íàì³÷íî¿ ð³âíîâàãè. Ó ïîäàëüøîìó òàêèé êîëî¿äíèé ðîç÷èí ÍÊ CdTe º
ñò³éêèì ó ÷àñ³ ïðîòÿãîì ì³ñÿö³â ³ íàâ³òü ðîê³â.
Ïîêàçàíî, ùî ñï³ââ³äíîøåííÿ âèõ³äíèõ ðå÷îâèí âèçíà÷à-
þòü øâèäê³ñòü ðîñòó ³ îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ ÍÊ CdTe ó êîëî¿äíîìó ðîç-
÷èí³, à òàêîæ, ùî âèêîðèñòàííÿ ÅÄÒÀ òà ÃÅÄÔ äëÿ ñòàá³ë³çàö³¿ ïîâåðõ-
í³ ÍÊ CdTe äຠçìîãó îòðèìàòè ñòàá³ëüí³ êîëî¿äí³ ðîç÷èíè ³ç íåçíà÷íèì
96
ðîçêèäîì ÷àñòèíîê çà ðîçì³ðàìè. Âñòàíîâëåíî, ùî ðîçì³ðè ÍÊ òà êîå-
ô³ö³ºíò ïîë³äèñïåðñíîñò³ ðîç÷èíó çì³íþþòüñÿ íåìîíîòîííî ç³ çá³ëü-
øåííÿì òðèâàëîñò³ ñèíòåçó. Ïðè öüîìó ÍÊ CdTe/ÒÃÊ ³ç íàéìåíøèì
ðîçêèäîì çà ðîçì³ðàìè óòâîðþþòüñÿ, êîëè ñï³ââ³äíîøåííÿ [Cd2+]:[Te2�]
ñòàíîâèòü 8:1 òà 2:1. Ç�ÿñîâàíî, ùî çà óìîâè ïðîâåäåííÿ ñèíòåçó ³ç âè-
êîðèñòàííÿì âåëèêîãî íàäëèøêó ³îí³â Cd2+ óòâîðþþòüñÿ ÷àñòèíêè CdTe
ìàëîãî ðîçì³ðó, àëå ³ç øèðîêèì ðîçêèäîì çà ðîçì³ðàìè àáî ÷³òêî âèðà-
æåíèì á³ìîäàëüíèì ðîçïîä³ëîì, à ïðè ñï³ââ³äíîøåíí³ [Cd2+]:[Te2-] = 1:1
ðîçì³ð ÷àñòèíîê êàäì³é òåëóðèäó ïåðåâèùóº 1000 íì.
O.A. Kapush, L.I. Trishchuk, V. . Tomashik,
Z.F. Tomashik, I.S. Babichuk, S.D. Boruk
EFFECT OF STABILIZERS ON THE REGULARITIES OF CdT NANO-
CRYSTALS FORMATION IN COLLOIDAL SOLUTIONS
The physicochemical properties of nanosized systems based on CdTe, ob-
taining by colloidal synthesis, have been investigated. It was found that the sizes of CdTe
nanocrystals and their variation in size are characterized by a nonmonotonic changes with
the increasing of synthesis duration. Influence of oxyethylenediphosphonic acid, ethylene
diamine tetraacetate, thioglycolic acid, thiourea and L-cysteine on the processes of for-
mation CdTe NCs in aqueous solutions has been determined also. The main photolumi-
nescence properties of these materials and the physical basis of light emission CdTe nano-
particles, modified by the substances of different nature, have been analyzed.
Keywords: cadmium telluride, nanocrystals, stabilizer, photoluminescence spectra.
1. Thiol-Capping of CdTe Nanocrystals: An Alternative to Organometallic Synthetic Routes /
N. Gaponik, D.V. Talapin, A.L. Rogach et al. // J. Phys. Chem. B. � 2002. � 106,
N 29. � Ð. 7177�7185.
2. Strongly Photoluminescent CdTe Nanocrystals by Proper Surface Modification / M. Gao,
S. Kirstein, H. Möhwald [et al.] //Ibid. B. � 1998. � 102, N 43. � Ð. 8360�8363.
3. Ñèíòåç òà ôîòîëþì³íeñöåíòí³ âëàñòèâîñò³ íàíîêðèñòàë³â êàäì³é òåëóðèäó, âïðîâà-
äæåíèõ â æåëàòèí ìåòîäàìè øâèäêî¿ îäíîñòóïåíåâî¿ òà äâîñòóïåíåâî¿ äåñîëüâàòà-
ö³¿ / Î.À. Ñàâ÷óê, Ë.². Òð³ùóê, Â.Ì. Òîìàøèê [òà ³í.] // Ô³çèêà ³ õ³ì³ÿ òâåðäîãî ò³ëà. �
2011. � 12, ¹ 1. � Ñ. 182�185.
4. A synthesis of quantum dots of CdTe stabilized by oxyethylenediphosphonic acid /
O.A. Savchuk, L.I. Trishchuk, V.M. Tomashik [et al.] // Òåç. äîï. XIII ̳æíàð. êîíô.
ç ô³çèêè ³ òåõíîëî㳿 òîíêèõ ïë³âîê ³ íàíîñòðóêòóð, 16�21 òðàâíÿ 2011 ð. � ²âàíî-
Ôðàíê³âñüê, 2011. � Ñ. 280.
5. Poly[[aqua(µ7-ethylenediaminetetraacetato)dicadmium(II)]monohydrate] / E.-L. Yang,
Y.-L. Jiang, Y.-L. Wang, Q.-Y. Liu //Acta Cryst. C. � 2010. � 66, N 9. � Ð. m231�m234.
6. Investigation on the structural and morphological behaviour of CdSe nanoparticles by
hydrothermal method / G. Ramalingam, J. Madhavan // Arch. Appl. Sci. Res. � 2011. �
3, N 3. � Ð. 217�224.
7. Diameter-Tunable CdTe Nanotubes Templated by 1D Nanowires of Cadmium Thiolatepoly-
mer / H. Niu, M. Gao // Angew. Chem. Int. Ed. � 2006. � 45, N 39. � Ð. 6462�6466.
8. Thin film photodiodes fabricated by electrostatic self-assembly of aqueous colloidal quan-
tum dots / C.C. Tu, L.Y. Lin // Thin Solid Films. � 2010. � 519, N 2. � Ð. 857�862.
²íñòèòóò ô³çèêè íàï³âïðîâ³äíèê³â
³ì. Â.ª. Ëàøêàðüîâà
ÍÀÍ Óêðà¿íè
Ïðîñïåêò Íàóêè, 41
03028 Êè¿â
E-mail: savchuk-olja@rambler.ru
*×åðí³âåöüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò
³ì. Þ. Ôåäüêîâè÷à
Âóë. Ëåñ³ Óêðà¿íêè, 25
58000 ×åðí³âö³
Îòðèìàíî 25.04.2012
|