Nghiên cứu tổng hợp silicon quantum DOT cluster

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu tổng hợp silicon quantum DOT cluster trình bày việc tổng hợp và nghiên cứu sự ghép đôi của các chấm lượng tử silicon (Si QDs) để tạo ra cụm chấm lượng tử (Si QD cluster). Các Si QD cluster được tổng hợp bằng phản ứng gép C-C Sonogashira giữa các silicon chấm lượng tử (4˗Es/Oct Si QD) với 2,5˗dibromo˗3˗hexyl˗thiophene.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tổng hợp silicon quantum DOT cluster

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP SILICON QUANTUM DOT CLUSTER Lê Thu Hường 1. GIỚI THIỆU nhiệt khử magie trong lò nung, môi trường khí argon ở 670°C và trong 15h. Vật liệu chấm lượng tử bán dẫn được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện như đèn LED, pin mặt trời, pin điện [1-4]. Chấm Brij® L4 (HĐBM) Siêu âm H2O TEOS TEOS H2O NH4OH lượng tử có những tính chất quang đặc biệt Dầu+H2O như hiệu ứng giam giữ lượng tử [5] nên vật liệu chấm lượng tử đã và đang trở thành đối Mg, NaCl (rắn) SiO2 Si NC + MgO Ar, 670 tượng nghiên cứu sôi động trong những năm HĐBM SiO2 gần đây. Hầu hết các ứng dụng trong thiết bị của các chấm lượng tử bán dẫn không dựa Hình 1. Quy trình tổng hợp nano silicon trên các chấm lượng tử cô lập mà dựa trên 2.2. Tổng hợp 4˗Es/Oct Si QD chấm lượng ở trạng thái khối hoặc đám (rắn). Các kết quả nghiên cứu cho thấy tính chất Các chấm lượng tử H˗Si QDs được tổng quang điện của chấm lượng tử ở trạng thái hợp từ Si NCs @ SiO2 nhờ phản ứng ăn mòn khối hoặc đám (rắn) bị ảnh hưởng bởi tương trong hỗn hợp axit hydrofluoric, ethanol và tác giữa các chấm lượng tử [6]. Ảnh hưởng nước cất (hình 2). Để bảo vệ bề mặt H˗Si của tương tác giữa các chấm lượng tử đã QDs và tăng độ hòa tan trong dung môi, H˗Si được một số nhóm nghiên cứu thực hiện [6- QDs được liên kết với các nhóm hữu cơ: 1,4- 7]. Tuy nhiên, các tính chất quang điện của diethynylbenzene và 1-octene. Sản phẩm thu chấm lượng ở trạng thái khối hoặc đám (rắn) được là 4˗Es/Oct Si QD. chưa được nghiên cứu nhiều. Trong bài báo này, chúng tôi tổng hợp và nghiên cứu sự HF:H2O:EtOH BH3·THF ghép đôi của các chấm lượng tử silicon (Si 1:1:1 (6 h) 1. 2. 1,4-diethynylbenzene 1-octene QDs) để tạo ra cụm chấm lượng tử (Si QD Si NC@SiO2 H-Si QD cluster). Các Si QD cluster được tổng hợp Hình 2. Quy trình tổng hợp 4˗Es/Oct Si QD bằng phản ứng gép C-C Sonogashira giữa các silicon chấm lượng tử (4˗Es/Oct Si QD) với Để kết nối các 4˗Es/Oct Si QD với nhau 2,5˗dibromo˗3˗hexyl˗thiophene (DHT). bằng các phân tử liên hợp π, phản ứng ghép đôi Sonogashira C˗C giữa 4˗Es/Oct Si QD 2. THỰC NGHIỆM với DHT được thực hiện trong môi trường khí argon (Hình 3). 4˗Es/Oct Si QD, Pd 2.1 Tổng hợp nano silicon (PPh3)2Cl2 và CuI được phân tán trong hỗn Quá trình tổng hợp nano silicon (Si NCs hợp toluene khan và triethylamine, sau đó @ SiO2) được trình bày trong hình 1: i) Bước thêm vào bình hai cổ chứa đầy argon. Dung thứ nhất, tổng hợp hạt nano silica (SiO2 NP) dịch được khuấy trong 5 phút ở nhiệt độ từ tetraethyl orthosilicate (TEOS) trong mixel phòng. Thêm DHT và toluene khan vào hỗn đảo. ii) Bước thứ hai, khử hạt nano silica hợp và khuấy ở 110ºC trong 2,5h thu được thành tinh thể nano silicon bằng phương pháp dung dịch màu nâu. Làm lạnh hỗn hợp phản 508
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ứng, thêm metanol vào hỗn hợp để kết tủa Si MeOH 3 lần để loại bỏ xúc tác. Sản phẩm thu QDs cluster. Ly tâm ở 15000 vòng/phút trong được là Si QDs cluster ở dạng bột màu nâu, 5 phút thu được bột màu nâu, rửa bằng tan tốt trong diclometan. Hình 3. Quy trình tổng hợp Si QD cluster 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Phổ H-NMR của Si QDs cluster (hình 5) có sự xuất hiện tín hiệu proton của nhóm 4- So sánh phổ FT-IR của Si QDs cluster với ethynylstyryl và octyl ở 6,9ppm (Si˗CH=C); 4˗Es/Oct Si QD (hình 4) cho thấy các đỉnh ở 6,7ppm (CH=C˗) của 4-ethynylstyryl, ở 2951,2; 2923,5; 2853,7cm-1 ứng với nhóm 2,4ppm (CH=C˗); 1,5ppm (CH2˗) của octyl trên Si QDs [8]. Các đỉnh ở 3034,0 và thiophene và 1,1ppm (Si˗CH2); 0,8ppm 1601,4cm-1 được gán cho νC-H(sp2) và νSi-C=C (˗CH3) của octyl và hexyl [9]. Những điều [9]. Sau phản ứng Sonogashira ghép đôi C˗C, này đã xác nhận một lần nữa 4˗Es/Oct Si QD đỉnh ở 3291,9cm-1 ứng với νC≡C-H của Si QDs và DHT đã liên kết với nhau. cluster, tuy nhiên cường độ giảm so với 4˗Es/Oct Si QD. Ngoài ra, dải kéo dài ở 2163,7cm-1 ứng với υC≡C trong Si QDs cluster, dải kéo dài υC≡C của 4˗Es/Oct Si QD là 2106,9cm-1. Yamamoto et al. đã cho rằng quá trình polymer hóa arylene ethynylene làm thay đổi υC≡C của HC˗C˗Ar˗CCH ban đầu và dịch chuyển về phía tần số cao hơn, phù hợp với xu hướng đã biết [10]. Những điều này xác nhận rằng 4˗Es/Oct Si QD và DHT đã liên kết với nhau. 4-Es/Oct Si QD Si QD clusters Absorbance (Arb. units) 2923.5 1601.4 3034.0 2163.7 3291.9 3291.9 2106.9 Hình 5. Phổ 1H-NMR của Si QDs cluster, 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 600 4˗Es/Oct Si QD, và thiophene Wavenumbers (cm-1) Hình 6 và 7 là ảnh hiển vi điện tử quét Hình 4. Phổ FT-IR của Si QDs cluster truyền qua (TEM) của 4˗Es/Oct Si QD và Si và 4˗Es/Oct Si QD QDs cluster. 509
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 TEM và nhiễu xạ electron khu vực được 4. KẾT LUẬN chọn (SAED) của 4˗Es/Oct Si QD hiển thị rõ Đã tổng hợp được các phân tử 4˗Es/Oct Si các chấm hình cầu có cấu trúc kim cương, dưới dạng các chấm lượng tử tách rời có kích các chấm lượng tử tách rời nhau với kích thước trung bình 5,4 ± 0,60nm. thước trung bình 5,4 ± 0,60nm (Hình 6). Si QDs cluster đã được tổng hợp bằng phản ứng ghép đôi Sonogashira C-C giữa 4- Es/Oct Si QDs và DHT, các Si QDs cluster thu được là hỗn hợp của dimer, trimer, tetramer, pentamer và nonamer. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dukes, A. D.; Samson, P. C.; Keene, J. D.; Davis, L. M.; Wikswo, J. P.; Rosenthal, S. J. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 4076-408. [2] Hessel, C. M.; Henderson, E. J.; Veinot, J. Hình 6. Kết quả TEM của 4˗Es/Oct Si QD G. C. Chem. Mater. 2006, 18, 6139. [3] Kamat. P. V. J. Phys. Chem. C 2008, 112, Ảnh TEM Si QDs cluster (hình 7) hiển thị 18737-1875. nhiều hình ảnh cho thấy các cụm Si QD [4] Peng, F.; Su, Y.; Zhong, Y.; Fan, C.; Lee, S. cluster là hỗn hợp của monome, dimer, trimer, T.; He, Y. Acc. Chem. Res. 2014, 42, 612-623. tetramer, pentamer và nonamer Si QD cluster. [5] Shirahata, N. Phys. Chem.Chem. Phys., 2011, 13, 7284-7294. dimer [6] Vanmaekelnergh, D.; Liljeroth, P. Chem. monomer trimer Soc. Rev., 2005, 34, 299-312. tetramer [7] Dollefeld, H.; Weller, H.; Eychmuller, A. J. Phys. Chem. B.2002, 106, 5604. [8] Yang, C. S.; Bley, R.; Kauzlarich, S. M.; Lee, H. W. H.; Delgado, G. R. J. Am. Chem. pentamer nonamer Soc, 1999, 121, 5191-5195. tetramer [9] Mukbaniani, O.; Tatrishvili, T.; Titvinidze, G.; Mukbaniani, N.; Lezhava, L.; Gogesashvili, N. J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 2511. [10] Yamamoto, T.; Yamada, W.; Takagi, M.; Hình 7. Kết quả TEM của Si QD cluster Kizu, K.; Maruyama, T.; Ooba, N.; Tomaru, Những kết quả trên chứng tỏ rằng các S.; Kurihara, K.; Kaino, T.; Kubota, K. chấm lượng tử 4˗Es/Oct Si QD đã liên kết Macromolecules.1994, 27, 6620-6626. với nhau bằng các phân tử liên hợp π tạo ra Si QDs cluster. 510