Atomistic Description of Thiostannate-Capped CdSe Nanocrystals: Retention of Four-Coordinate SnS4 Motif and Preservation of Cd-Rich Stoichiometry
Notice bibliographique
Résumé
Colloidal semiconductor nanocrystals (NCs) are widely studied as building blocks for novel solid-state materials. Inorganic surface functionalization, used to displace native organic capping ligands from NC surfaces, has been a major enabler of electronic solid-state devices based on colloidal NCs. At the same time, very little is known about the atomistic details of the organic-to-inorganic ligand exchange and binding motifs at the NC surface, severely limiting further progress in designing all-inorganic NCs and NC solids. Taking thiostannates (K4SnS4, K4Sn2S6, K6Sn2S7) as typical examples of chalcogenidometallate ligands and oleate-capped CdSe NCs as a model NC system, in this study we address these questions through the combined application of solution (1)H NMR spectroscopy, solution and solid-state (119)Sn NMR spectroscopy, far-infrared and X-ray absorption spectroscopies, elemental analysis, and by DFT modeling. We show that through the X-type oleate-to-thiostannate ligand exchange, CdSe NCs retain their Cd-rich stoichiometry, with a stoichiometric CdSe core and surface Cd adatoms serving as binding sites for terminal S atoms of the thiostannates ligands, leading to all-inorganic (CdSe)core[Cdm(Sn2S7)yK(6y-2m)]shell (taking Sn2S7(6-) ligand as an example). Thiostannates SnS4(4-) and Sn2S7(6-) retain (distorted) tetrahedral SnS4 geometry upon binding to NC surface. At the same time, experiments and simulations point to lower stability of Sn2S6(4-) (and SnS3(2-)) in most solvents and its lower adaptability to the NC surface caused by rigid Sn2S2 rings.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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