Projektbeschreibung
Neuartiger chemischer Syntheseweg zu kadmiumfreien Quantenpunkten
Kolloidale Halbleiternanokristalle, sogenannte Quantenpunkte, haben in Wissenschaft und Industrie aufgrund ihrer einzigartigen optischen und elektronischen Eigenschaften bereits viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Typische Punkte bestehen aus binären Verbindungen, die jedoch häufig giftiges Kadmium enthalten und daher eher nicht in Konsumgütern zum Einsatz kommen. Die neuesten Fortschritte bei der Synthese von Indiumphosphid-Quantenpunkten lassen diese nun als eine vielversprechende kadmiumfreie Alternative erscheinen. Ein entscheidender Parameter für ihren Einsatz in lichtemittierenden Bauelementen ist die Realisierung eines engen Fluoreszenz-Emissionsspektrums. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt InPlane entwickelt ein neuartiges chemisches Syntheseverfahren für zweidimensionale Indiumphosphid-Nanoplättchen. Schwerpunkt dabei werden die Rekristallisation kleiner Indiumphosphid-Nanokristalle und der Kationenaustausch sein.
Ziel
Colloidal semiconductor nanocrystals (NCs) attract immense interest both from the scientific community and industrial companies/startups, due to their unique optical properties that are tunable in a wide range through changing their composition, size, shape, etc. However, currently, the implementation of the well-developed NCs in consumer products is hindered by the presence of toxic cadmium and the development of “Cd-free” NCs, investigation and optimization of their properties are important challenges in the field. Among the most promising “Cd-free” alternatives are indium phosphide (InP) NCs but despite all advances in their synthesis, there is still a need to achieve narrow fluorescence of such NCs – a parameter crucial for their applications in light-emitting devices (e.g. in displays).
In this project, we propose a novel approach to solve this issue, which consists in the chemical synthesis of two-dimensional InP nanoplatelets (NPls). To achieve this, two strategies will be examined: recrystallization of small InP NCs and cation exchange. The research of the first strategy will involve studying precursor reactivity, searching for a suitable promoter of anisotropic growth, and on the optimization of the reaction conditions. The cation exchange strategy will focus on the investigation of the incorporation of indium ions into the pre-synthesized Cu3-xP NPls to achieve complete cation exchange. In the next stages, further work will concentrate on the optimization of obtained NPls for practical applications through achieving spectral tunability by alloying and through maximizing photoluminescence quantum yield and stability by covering InP NPls with a wide bandgap shell. Additionally, to demonstrate the application potential of the prepared NPls and related heterostructures the extensive characterization of chemical and physical properties of InP NPls will be conducted with the specific focus on the properties relevant for light-emitting applications.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
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Thema/Themen
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
01069 Dresden
Deutschland