ИСТИНА

Двумерные наночастицы CdSe имеют узкие полосы поглощения и фотолюминесценции, а также высокий квантовый выход, что делает их интересными для ряда оптических и электронных приложений. В отличии от двумерных наночастиц CdSe, на сегодняшний день не существует прямого метода получения подобных частиц Cu2Se в коллоидном растворе. Ранее они были получены путем катионного обмена из двумерных наночастиц CdSe, так как катионный обмен является простым и эффективным способом получения новых материалов с возможностью сохранения морфологии. Стоит также отметить, что катионный обмен на наночастицах идет с высокой скоростью, и возможен в том числе и на гетероструктурах. Замещение Cd на Cu обусловлено в высокой разности произведения растворимости для CdSe и Cu2Se. Материалы на основе Cu2Se имеют широкое применение в качестве фотоакустических преобразователей, сенсоров и микроэлектронных устройств, а также имеют значительное преимущество перед биосенсорами на основе других материалов. При допировании индием ширина прямой запрещенной зоны Cu2Se составляет 1,0 эВ, благодаря чему хорошо поглощается свет в солнечных элементах. Последующее создание гетероструктуры с ZnS позволяет увеличить выход фотолюминесценции с 10% до 80%. В работе были синтезированы нанопластинки Cu2Se, а также проведен анализ их кристаллической структуры, морфологии, оптических свойств и элементного состава. В работе были использованы образцы CdSe, синтезированные высокотемпературным коллоидным методом в неполярном растворителе. Синтез проводился в октадецене при температуре 210-220˚С в течение 30 минут. Стабилизация коллоидного раствора осуществлялась введением олеиновой кислотой. Были изучены два типа лигандов – с карбоксильной и тио-группой. Первая серия образцов оставалась с нативным лигандом, а затем переводилась в толуол, далее смешивалась с растворенным в метаноле прекурсором Cu+. Полученные наночастицы Cu2Se выделяли путем осаждения. Во второй серии образцов предварительно путем межфазного переноса проводилась замена лиганда, а именно олеиновой кислоты на тиогликолевую. Обмен катиона проводился в среде н- метилформамида с использованием прекурсора Cu+ в метаноле. Наночастицы выделялись аналогичным способом. Полнота проведения катионного обмена исследовалась рентгено- флуоресцентным анализом. Показана зависимость полноты замещения кадмия от типа лиганда. Были установлены предполагаемые брутто- формулы полученных наночастиц Cu2Se, доля остаточного кадмия в зависимости от условий составила 0,17-8,88±0,07%атом. для образцов с ОА и 56,14±0,07%атом. для образцов с ТГА. Анализ рентгеновской дифракции показал фазу берцелианита Cu2- хSe для обоих серий образцов, а также присутствие фазы искаженной цинковой обманки CdSe в образцах с тиогликолевой кислотой. Методом оптической спектрофотометрии на спектрометре Varian Cary 50 было установлено, что при замене катиона характерные для CdSe полосы экситонных переходов менялись на поглощение краевого характера плазмонного резонанса, в ближней ИК-области наблюдалась полоса плазмонного резонанса. Из полученных данных можно сделать вывод, что примеси кадмия в полученном материале не влияют на оптические свойства Cu2Se. Были получены данные об увеличении интенсивности плазмонного резонанса при окислении образцов кислородом воздуха.