Ingegnerizzazione della superficie di nanocristalli a struttura perovskitica

Abstract

Il progetto di tesi concerne lo studio di sintesi colloidali (hot-injection) per l’ottenimento di nanocristalli a struttura perovskitica, in particolare il lavoro ha riguardato le lead halide perovskites composte da cesio, piombo e bromo. L’obbiettivo è quello di sviluppare metodi sintetici, ancora non riportati in letteratura, per l’ottenimento tramite sintesi hot-injection diretta di nanoplates, quindi strutture bidimensionali confinate lungo uno degli assi, funzionalizzate superficialmente con leganti amminici chirali, al fine di ottenere un’interazione nanoparticella-legante che porti ad emissione di luce polarizzata circolarmente. La prima parte del lavoro ha riguardato la riproduzione di una sintesi di nanoplates già riportata in letteratura ed il suo adattamento all’uso di solventi diversi dai classici solventi derivanti da prodotti petroliferi; sono state messe a punto sintesi che facciano uso di solventi “green” quali pinene e limonene, ottenuti per estrazione da vegetali. L’interesse per questi solventi non è dovuto solo alla loro origine, ma anche al fatto che essi sono molecole chirali, che potrebbero avere a loro volta interazioni chirali con le particelle o con i leganti. Successivamente si è provato ad adattare la sintesi a diverse tipologie di leganti chirali, tra cui (R)- ed (S)- feniletilammina e oleilammina chirale ((S)-OLAM-CH3), di queste si è riuscito ad adattare la sintesi solo usando l’oleilammina chirale, mentre le sintesi con utilizzo di feniletilammina hanno sempre portato all’ottenimento di strutture cubiche.

This thesis project involves the study of colloidal syntheses (hot-injection) to obtain nanocrystals with a perovskite structure. Specifically, the work focused on lead halide perovskites composed of cesium, lead, and bromine. The goal is to develop synthetic methods, not yet reported in the literature, for the direct hot-injection synthesis of nanoplates, two-dimensional structures confined along one of the axes, surface-functionalized with chiral amine ligands, in order to achieve a nanoparticle-ligand interaction that leads to the emission of circularly polarized light. The first part of the work involved the reproduction of a nanoplate synthesis already reported in the literature and its adaptation to the use of solvents other than traditional solvents derived from petroleum products. Syntheses that make use of "green" solvents such as pinene and limonene, obtained by extraction from plants, have been developed. The interest in these solvents is not only due to their origin, but also to the fact that they are chiral molecules, which could in turn have chiral interactions with the particles or ligands. Subsequently, attempts were made to adapt the synthesis to different types of chiral ligands, including (R)- and (S)-phenylethylamine and chiral oleylamine ((S)-OLAM-CH3). For these, the synthesis was only possible using the chiral oleylamine, while syntheses using phenylethylamine always led to the obtaining of cubic structures.