, 74, 36301-160 São João del-Rei -MG, Brasil Recebido em 8/11/09; aceito em 21/4/10; publicado na web em 24/8/10 THE STATE OF THE ART IN THE SYNTHESIS OF COLLOIDAL SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS. Colloidal semiconductor nanocrystals, also known as quantum dots, have attracted great attention since they have interesting size-dependent properties due to the quantum confinement effect. These nanoparticles are highly luminescent and have potential applications in different technological areas, including biological labeling, light-emitting diodes and photovoltaic devices. The synthetic methods of semiconductor nanocrystals have progressed in the last 30 years, and several protocols were developed to synthesize monodisperse nanocrystals with good optical properties, different compositions and morphologies. This review describes the main methods used to synthesize nanocrystals in the II-VI and III-V systems, and the recent approaches in this field of research.Keywords: semiconductor nanocrystals; quantum dots; colloidal synthesis.
INTRODUÇÃOA síntese de nanocristais, partículas cristalinas com tamanhos de 1 a 100 nm, tem sido o objeto de inúmeros trabalhos científicos no mundo todo, devido às suas intrigantes propriedades ópticas. Dentre os materiais nanométricos, têm-se os semicondutores nanocristalinos coloidais, também chamados de pontos quânticos, os quais apresentam os portadores de carga (buracos e elétrons) em um estado de forte confinamento quântico, o que faz com que estes materiais possuam propriedades ópticas que podem ser alteradas modificando-se apenas o tamanho das nanopartículas. Uma das propriedades ópticas mais interessantes destes nanocristais, do ponto de vista da aplicação tecnológica, é a forte intensidade de luminescência que apresentam, permitindo que sejam utilizados em dispositivos optoeletrônicos, fotovoltaicos e biomédicos, dentre outros.
1,2A Figura 1 apresenta imagens de dispersões coloidais aquosas de nanocristais de telureto de cádmio (CdTe) com diferentes cores de emissão, em função do tamanho das nanopartículas, bem como os espectros de absorção óptica (UV-Vis) e de fotoluminescência (PL) dessas amostras.3 Na Figura 1b é possível observar um deslocamento da banda de absorção óptica fundamental de 480 para 556 nm (red shift), devido à formação de partículas maiores ao longo da evolução da síntese. De maneira semelhante, na Figura 1c, fica evidente um deslocamento das bandas de emissão em direção a comprimentos de ondas maiores, de 507 nm da primeira amostra para 592 nm na última amostra, o que corresponde a uma variação nas cores de emissão, como mostrado na Figura 1a.Os semicondutores nanocristalinos podem ser divididos em diferentes grupos da tabela periódica, tais como II-VI, III-V e IV-VI, sendo que, nesta revisão, são abordados, principalmente, os métodos experimentais de síntese para produção dos semicondutores dos grupos II-VI e III-V, embora esse último grupo seja ainda muito menos estudado. As sínteses destes materiais podem ser realizadas pelo método top-down, que utiliza técnicas ...