ESTUDO TEÓRICO E LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO SOBRE SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS SEMICONDUTORAS COLOIDAIS FLUORESCENTES

Ricardo Macedo Borges Boaventura

Resumo


Nanopartículas semicondutoras com diâmetro variando de um a dez nanômetros tem sido objeto de grande atenção da comunidade científica. Essas partículas situam-se no regime de transição entre o sólido de bulk e suas moléculas e se mostram úteis no estudo de propriedades particularmente novas da matéria descritas pelo termo “efeito de quantização do tamanho” (Caruso, 2006).

Síntese coloidal de nanopartículas em solventes apropriados é geralmente chamada de síntese “bottom up” (de baixo para cima). No estado atual, no qual se encontra a tecnologia, ainda é muito difícil alcançar essa ordem de grandeza no diâmetro das partículas por meio de técnicas “top down” (de cima para baixo), como técnicas baseadas em litografia, por exemplo. Utilizando rotas químicas bottom up, e possível obter diversas nanopartículas semicondutoras de alta qualidade numa escala de gramas, manuseáveis como produtos químicos ordinários e com potencial para serem utilizadas na criação de substratos para estruturas supramoleculares e dispositivos. Aqui, alta qualidade se refere a partículas do tamanho desejado, distribuição de tamanhos estreita, boa cristalinidade, funcionalização de superfície controlável e alta eficiência quântica de luminescência (Caruso, 2006).
A qualidade de semicondutor de um macrocristal, o sólido de bulk, vem do arranjo dos átomos numa rede cristalina. A sobreposição dos orbitais atômicos transforma os níveis discretos de energia possíveis para um elétron em bandas contínuas separadas por uma banda proibida (bad gap). Quando excitado pela absorção de um fóton, um elétron na banda de valência salta para a banda de condução, deixando um “buraco” que age como uma carga positiva e sofre atração coulombiana com o elétron. O par elétron-buraco é chamado de éxciton (Caruso, 2006). Na escala em que se encontram as nanopartículas,
cada uma delas é de tamanho comparável ao raio de Bohr do éxciton no sólido de bulk, dando origem a efeitos de confinamento quântico, onde as propriedades optoeletrônicas da partícula podem ser controladas alterando suas dimensões (Gerion, et al, 2001).

Essas propriedades ajustáveis abrem espaço para diversas aplicações, em especial, aplicações biológicas (Farias, 2006). Visando ampliar os horizontes nessa área do conhecimento, foi desenvolvido um estudo teórico sobre as técnicas de síntese e caracterização de nanopartículas semicondutoras, visando a implantação de futuros projetos na área.


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DOI: http://dx.doi.org/10.13102/semic.v0i21.2476

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