Контроль формы и размеров дисперсных коллоидных неорганических нанокристаллов связан с желанием использовать их уникальные свойства, а также с возможностью сборки новых материалов и устройств из наноразмерных частиц для оптики, катализа, биологических меток.
В качестве объекта исследования авторы выбрали фториды ЩЗЭ. Они обладают уникальными физико-химическими свойствами, что делает их важными материалами в современной микроэлектронике и оптике. Для получения наночастиц фторидов ЩЗЭ одного размера и формы использовался метод, основанный на термолизе металлорганических прекурсоров и их производных в растворах ПАВ. Использование олеиламина в качестве ПАВ обеспечивает ограничение роста и хорошую растворимость в неполярном растворителе (рис. 1), что можно использовать для синтеза различных типов нанокристаллов.
Для получения монодисперсных частиц фторидов в качестве одноисточниковых прекурсоров были выбраны трифторацетаты ЩЗЭ. Авторы доказали, что прекурсоры имеют состав M(CF3COO)2.H2O (M=Ca, Sr, Ba). Их смешивали с олеиламином и подвергали термолизу. Аналогичным путем был получен фторид кальция, допированный тербием.
Из данных рентгенофазового анализа был рассчитан размер полученных частиц для CaF2 (6.2 нм), SrF2 (8.3 нм), BaF2 (11.6 нм), что согласуется с данными просвечивающей электронной микроскопии. Полученные наночастицы обладали сферической формой, а с помощью ИК-спектроскопии удалось доказать, что их поверхность модифицирована олеиламином. В случае допирования фторида кальция, ионы тербия успешно встроились в его кристаллическую решетку.
Наличие широкой полосы в спектрах испускания и поглощения говорит о большом количестве центров люминесценции в полученных нанокристаллах. Этот эффект авторы связывают с высоким отношением поверхности нанокристаллов к их объему, т.к. объемные образцы не обладают люминесценцией при возбуждении УФ-светом. Внедрение ионов Tb3+ в структуру CaF2 позволило получить наночастицы, которые в растворе обладают яркой зеленой люминесценцией (рис. 2), что может быть использовано для получения биологических меток.
Щукин А., Силич К., Погосова М. по материалам "Коллоидные нанокристаллы фторидов ЩЗЭ одинакового размера: их синтез в безводной среде и люминесцентные свойства", Inorganic Chemistry, 2008, Vol. 47, № 20, p. 9509-9517
