Estudio electrónico mediante XANES y XPS de nanocristales coloidales de Au con ligandos moleculares superficiales de calcogenuros metálicos.

ANDRINI, LEANDRO; RUPICH, SARA; TALAPIN, DMITRI; REQUEJO, FÉLIX G.

Villa Carlos Paz

Otro; NanoCórdoba2012; 2012

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Las nuevas y extraordinarias propiedades de materiales complejos permiten superar a las de los componentes individuales, y surgen de una arquitectura compleja que implica la organización de la materia en varios niveles.Las estructuras formadas a partir de nanocristales coloidales proporcionan un ejemplo de tales materiales (1). La naturaleza de estos nanomateriales, cuando poseen una estructura ligando-ligante, amplía enormemente las posibilidades de control de las propiedades, ya que unos como otros (ligando o ligante) pueden ser manipulados de forma independiente para conseguir u optimizar alguna propiedad deseada. Por otro lado, las interacciones sinérgicas puede dar lugar a nuevas propiedades (1). Por ejemplo, M.V. Kovalenco et al. (2) encontraron que varios complejos moleculares de metales calcogenuros puede servir como ligandos convenientes para nanocristales coloidales, demostrando la utilidad de estos ligandos para sistemas altamente conductores de nanocristales de Au recubiertos con iones Sn2S64-. En este trabajo, vía las técnicas espectroscópicas XANES (X-ray Absorption Near-Edge Structure) y XPS (X-ray Photelectron Spectroscopy), realizamos una caracterización electrónica de estos materiales. En particular, estudiamos tres sistemas de nanopartículas de Au de 2 nm recubiertas con iones Sn2S64- (en reemplazo del dodecanethiol), en una relación Au:ligando 1:1, 1:1.05 y 2.1. Los experimentos XANES en los bordes Au L2 (13734 eV) y L3 (11919 eV) posibilitan obtener una evidencia directa de la distribución poblacional de huecos (h) en los niveles 5d, y nos permiten calcular la variación total de huecos, Δh, que resulta menor a 0.5. Esta observación, junto a la obtenida de los niveles Au 4f mediante XPS, permite atribuir el desplazamiento de cargas d desde la banda de conducción a la banda de valencia. Por otro lado, los experimentos XANES en los bordes Sn L2 (4156 eV) y L3 (3929 eV) permiten obtener una evidencia directa del estado oxidación del Sn. Las variaciones de la línea blanca observadas en los espectros XANES en el borde S K (2472 eV) XANES permiten cuantificar la disminución de la densidad de huecos 3p y estudiar el comportamiento del S como intermediario en el cambio de las propiedades electrónicas del sistema. 1. C.M. Donega, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 1512–1546.2. M.V. Kovalenco et al., Science, 2009, 324, 1417-1420.