Estudo da melhoria da fluorescência de pontos quânticos de ZnSe

CAPESNeste trabalho foram sintetizados Pontos Quânticos (PQs) de ZnSe através da síntese coloidal em meio aquoso utilizando como estabilizante o ácido mercaptosuccínico (MSA). PQs são nanocristais de semicondutores, que possuem tamanho na faixa de 2 a 10 nm e têm diversas propriedades ópticas únicas devido ao fato de estarem em um regime de confinamento quântico, apresentando fluorescência relacionada ao recombinamento excitônico, com grande eficiência quântica. No entanto, PQs apresentam um elevado número de átomos de superfície e um maior número de ligações insatisfeitas, se comparados aos materiais macroscópicos correspondentes, que suprimem a fluorescência. ZnSe é um material que particularmente é afetado por esta condição. A partir disso, foi realizada a modificação da síntese objetivando uma melhoria em termos de fluorescência. As sínteses realizadas propuseram a mudança de precursor de Zn²⁺ e de proporção de Zn:Se:MSA. De um modo geral, os resultados mostraram que o fator de maior relevência para o aumento da fluorescência foi o precursor utilizado nas sínteses. Experimentos de fotoativação por meio de radiação no UV foram realizados e observou-se uma melhoria significativa na fluorescência da banda excitônica com máximo em torno de 420 nm (largura de banda c.a. 25 nm) -que foi de 300% para a síntese preparada com o precursor de Zn²⁺, Zn(NO₃)₂, e de 400% observada para os PQs obtidos com a fonte ZnCl₂₋. A partir do espectro de emissão calculou-se o tamanho médio das partículas e foram obtidos valores entre 4,2 a 5,2 nm de diâmetro indicando a formação de PQs. As caracterizações estruturais mostraram resultados que corroboraram com o descrito na literatura para PQs de ZnSe tais como o aparecimento de bandas características do ZnSe na espectroscopia Raman, a ligação covalente entre o MSA e o ZnSe sugerindo a estabilização dos PQs no espectro de IV e a estrutura cúbica do tipo blenda de zinco do ZnSe com um tamanho estimado das partículas de 4,2 nm a partir do difratograma de raio-X, tratando-se de um valor próximo obtido a partir do espectro de absorção dos PQs.In this study we prepared mercaptosuccinic acid (MSA) stabilized ZnSe quantum dots (QDs) by coloidal synthesis in aqueous media. QDs are semiconductor crystals in the 2-120 nm size range, which in the quantum confinement region, show unique optical features. These nanocrystals have a greater atom content at their surface, leading to a greater number of defect related relaxation pathways, decreasing the intensity of the exciton recombination. Whitin the II-VI semiconductor materials ZnSe QDs are more prone to show these surface defect related emission. Here we tested some modifications of the known cololoidal synthesis of these QDs aiming the increase of their fluorescence. The methodologies teste the incluence of the Zn²⁺ precursor - Zn²⁺ and Zn(NO₃)₂) – and the proportions or the initial concentration of the precursors. UV irradiation (named as Photoactivation, PA) was applied to enhance the fluorescence intensity of the excitonic emission band of the QDs located near 420 nm. Results showed an increase of 400 % of the fluorescence intensity for the Zn(NO₃)₂ precursor ZnSe QDs and 300% for the ZnCl₂ based QDs. The full maximum at half intensity showed a values c.a. 25 nm. Absorption spectra of the QDs were used to determine their size and QDs from 4,2 to 5,2 were prepared. Structural data showed that thr ZnSe QDs posses the zinc bled cubic crystalline structure. Raman spectroscopy identified ZnSe LO ant TO vibrational modes and attenuated total reflectance spectroscopy detected MSA vibration modes