Tentang nanopartikel semi konduktor

Nanopartikel dari bahan semi konduktor memiliki ketiga dimensi dalam kisaran 1–20 nm dan memiliki sifat elektronik, magnet, katalitik, dan optik yang baru. Ini karena rasio permukaan-ke-volume yang besar dan ukurannya yang berkurang. Saat diameter partikel mendekati diameter eksiton Bohr, pembawa muatan menjadi terbatas dalam tiga dimensi dengan derajat kebebasan nol. Sebagai hasil dari kendala geometris, elektron merasakan batas partikel dan merespon ukuran partikel dengan menyesuaikan energinya. Fenomena ini, yang dikenal sebagai efek ukuran kuantum, menyebabkan pita kontinu padatan terpecah menjadi level diskrit dan terkuantisasi, dan "celah pita" meningkat.
Metode persiapan
Metode tradisional seperti deposisi uap kimia dan metode epitaksi berkas molekul telah digunakan tetapi memiliki keterbatasan karena menghasilkan partikel yang melekat pada substrat atau tertanam dalam matriks, sehingga membatasi potensinya dalam aplikasi.
Akses koloid
Akses koloid ke nanopartikel dicapai dengan melakukan reaksi pengendapan dalam larutan homogen dengan adanya stabilisator, yang berperan untuk mencegah aglomerasi dan pertumbuhan lebih lanjut. Stabilitas pertumbuhan koloid kristal dapat ditingkatkan dengan menggunakan pelarut dengan konstanta dielektrik rendah atau dengan menggunakan stabilisator seperti kopolimer stirena/asam maleat.
Pematangan Ostwald
Dalam proses yang dikenal sebagai pematangan Ostwald, kristal kecil, yang kurang stabil, larut dan kemudian mengkristal kembali pada kristal yang lebih besar dan lebih stabil. Agar metode ini efektif, nanopartikel harus memiliki kelarutan yang rendah, yang dapat dicapai dengan pemilihan pelarut, pH, dan zat pasif yang bijaksana.
Pirolisis
Masalah yang terkait dengan jalur koloid suhu rendah dapat diatasi dengan menyuntikkan prekursor yang mengalami pirolisis pada suhu tinggi ke dalam pelarut koordinat titik didih tinggi. Rute ini menggunakan alkil logam yang mudah menguap (dimethylcadmium) dan sumber chalcogen tri-n-octylphosphine selenide (TOPSe), didispersikan dalam tri-n-octylphosphine (TOP) dan disuntikkan ke TOPO panas (tri-n-octylphosphine oxide). Partikel yang dihasilkan oleh metode ini bersifat monodispersi dan berbentuk kristal.
Rute kimia
Rute kimia alternatif menuju nanopartikel menggunakan prekursor molekul tunggal di mana ikatan logam-kalkogenida tersedia telah terbukti menjadi rute yang sangat efisien menuju nanopartikel berkualitas tinggi. Dekomposisi prekursor mendorong pembentukan nanopartikel dengan penghentian pertumbuhan yang terjadi ketika pasokan prekursor habis. Setelah injeksi awal terjadi nukleasi yang cepat, diikuti oleh pertumbuhan nukleus yang terkontrol. Ketika nanopartikel mencapai ukuran yang diinginkan, pertumbuhan selanjutnya ditahan dengan mendinginkan larutan dengan cepat. Nanokristal diisolasi dari larutan pertumbuhan dengan menambahkan pelarut lain yang dapat bercampur dengan pelarut awal. Solusi keruh yang dihasilkan disentrifugasi, dan nanopartikel diisolasi dalam bentuk bubuk. Kompleks logam alkiltiourea juga telah terbukti menjadi prekursor yang sangat baik untuk sintesis partikel nano.