Nanofios semicondutores unidimensionais com forte efeito de confinamento quântico – fios quânticos (QWs) – são de grande interesse para aplicações em optoeletrônica avançada e conversões fotoquímicas. Além dos que contêm Cd de última geração, os QWs de ZnSe, como um semicondutor representativo sem metais pesados, mostraram o maior potencial para aplicações ecológicas de próxima geração.
Infelizmente, os nanofios de ZnSe produzidos até agora são amplamente limitados ao regime de confinamento quântico forte com absorção de luz próxima do violeta ou ao regime de massa com características de exciton indiscerníveis. Manipulações simultâneas, sob demanda e de alta precisão em seus tamanhos radiais e axiais - que permitem um forte confinamento quântico na região da luz azul - até agora têm sido desafiadoras, o que impede substancialmente suas outras aplicações.

Em um novo artigo publicado na National Science Review , uma equipe de pesquisa liderada pelo professor YU Shuhong da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) relatou a síntese sob demanda de QWs de ZnSe ativos de luz azul de alta qualidade desenvolvendo uma abordagem sintética flexível - uma abordagem de duas etapas estratégia de crescimento catalítico que permite controles independentes, de alta precisão e amplo alcance sobre o diâmetro e comprimento dos QWs de ZnSe. Dessa forma, eles preenchem a lacuna entre os QWs de ZnSe de tamanho mágico anteriores e os nanofios de ZnSe em massa.

Os pesquisadores descobriram que uma nova orientação epitaxial entre as pontas do catalisador de fase cúbica e os QWs de ZnSe de wurtzita favorece cineticamente a formação de QWs ultrafinos e livres de falhas de empilhamento. O forte confinamento quântico, o controle de tamanho de alto grau e a ausência de fases misturadas levam à sua absorção excitônica ultraestreita e bem definida na região da luz azul com largura total na metade do máximo (FWHM) de sub-13 nm. Após a passivação do tiol de superfície, eles eliminaram ainda mais as armadilhas de elétrons da superfície nesses QWs de ZnSe, resultando em portadores de carga de vida longa e energia solar para H₂ de alta eficiência conversão.

Acredita-se que a estratégia de crescimento catalisado em duas etapas seja geral para uma variedade de nanofios coloidais. O acesso a esses nanofios de alta qualidade ofereceria, portanto, uma biblioteca de materiais versátil para aplicações livres de metais pesados ​​em combustíveis solares e optoeletrônicos no futuro. + Explorar mais

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