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Formation of Colloidal Copper Indium Sulfide Nanosheets by Two-Dimensional Self-Organization.
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2017-11-30 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.7b04925 Anne C Berends 1 , Johannes D Meeldijk 2 , Marijn A van Huis 3 , Celso de Mello Donega 1
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2017-11-30 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.7b04925 Anne C Berends 1 , Johannes D Meeldijk 2 , Marijn A van Huis 3 , Celso de Mello Donega 1
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Colloidal 2D semiconductor nanosheets (NSs) are an interesting new class of materials due to their unique properties. However, synthesis of these NSs is challenging, and synthesis procedures for materials other than the well-known Pb- and Cd-chalcogenides are still underdeveloped. In this paper, we present a new approach to make copper indium sulfide (CIS) NSs and study their structural and optical properties. The CIS NSs form via self-organization and oriented attachment of 2.5 nm chalcopyrite CuInS2 nanocrystals (NCs), yielding triangular- and hexagonal-shaped NSs with a thickness of ∼3 nm and lateral dimensions ranging from 20 to 1000 nm. The self-organization is induced by fast cation extraction, leading to attractive dipolar interactions between the NCs. Primary amines play a crucial role in the formation of the CIS NSs, both by forming in situ the cation extracting agent, and by preventing the attachment of NCs to the top and bottom facets of the NSs. Moreover, DFT calculations reveal that the amines are essential to stabilize the covellite crystal structure of the product CIS NSs. The NSs are indium-deficient and the off-stoichiometry gives rise to a plasmon resonance in the NIR spectral window.
中文翻译：
通过二维自组织形成胶体铜铟硫化物纳米片。
胶体二维半导体纳米片（NS）因其独特的性能而成为一类有趣的新型材料。然而，这些 NS 的合成具有挑战性，除了众所周知的 Pb 和 Cd 硫属化物之外的材料的合成程序仍然不发达。在本文中，我们提出了一种制造铜铟硫化物（CIS）纳米粒子的新方法，并研究了它们的结构和光学特性。CIS NS 通过自组织和 2.5 nm 黄铜矿 CuInS2 纳米晶体 (NC) 的定向附着形成，产生厚度约为 3 nm、横向尺寸范围为 20 至 1000 nm 的三角形和六边形 NS。自组织是通过快速阳离子提取诱导的，从而导致 NC 之间产生有吸引力的偶极相互作用。伯胺在 CIS NS 的形成中发挥着至关重要的作用，既可以原位形成阳离子萃取剂，又可以防止 NC 附着到 NS 的顶部和底部。此外，DFT 计算表明胺对于稳定 CIS NS 产品的蓝蓝晶体结构至关重要。NS 缺乏铟，并且非化学计量会在近红外光谱窗口中产生等离子共振。
更新日期：2017-12-14
中文翻译：
通过二维自组织形成胶体铜铟硫化物纳米片。
胶体二维半导体纳米片（NS）因其独特的性能而成为一类有趣的新型材料。然而，这些 NS 的合成具有挑战性，除了众所周知的 Pb 和 Cd 硫属化物之外的材料的合成程序仍然不发达。在本文中，我们提出了一种制造铜铟硫化物（CIS）纳米粒子的新方法，并研究了它们的结构和光学特性。CIS NS 通过自组织和 2.5 nm 黄铜矿 CuInS2 纳米晶体 (NC) 的定向附着形成，产生厚度约为 3 nm、横向尺寸范围为 20 至 1000 nm 的三角形和六边形 NS。自组织是通过快速阳离子提取诱导的，从而导致 NC 之间产生有吸引力的偶极相互作用。伯胺在 CIS NS 的形成中发挥着至关重要的作用，既可以原位形成阳离子萃取剂，又可以防止 NC 附着到 NS 的顶部和底部。此外，DFT 计算表明胺对于稳定 CIS NS 产品的蓝蓝晶体结构至关重要。NS 缺乏铟，并且非化学计量会在近红外光谱窗口中产生等离子共振。
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