Crescita di Materiali Nanostrutturati e Funzionali - Nanocristalli mesoporosi di ZnO

Nanocristalli mesoporosi di ZnO

Le nanostrutture mesoporose di ZnO sono estremamente interessanti per la loro buona biocompatibilità e perché possono essere sintetizzate in diverse forme nanostrutturate.

Platelet e nanobelt porose di ZnO monocristallino sono ottenute utilizzando nanocristalli di ZnS(en)0.5 (en=etilendiammina) come precursori. Queste nanostrutture ibride organico-inorganiche vengono sintetizzate mediante un processo solvotermale e quindi trattate termicamente. La trasformazione topotattica di ZnS(en)0.5 prima in ZnS e poi in ZnO produce nanocristalli porosi di ZnO con dimensioni dei pori che vanno da pochi nanometri a qualche decina di nanometri.

 

 

 

 

 

 

La sintesi delle platelet ibride consente la produzione su larga scala di queste nanostrutture sotto forma di polvere (alcuni grammi per crescita in un reattore da laboratorio).

Nanobelt di ZnO altamente porose vengono ottenute calcinando le nanobelts ibride di ZnS (en) 0,5 sintetizzate attraverso un processo solvotermale in cui uno strato di Zn depositato su un substrato funge sia da sorgente di Zn che da substrato di crescita. Questa procedura offre la possibilità di avere nanobelt localizzate in aree del substrato definite attraverso la metallizzazione di Zn, cosa questa necessaria ogni volta che è richiesto il controllo del posizionamento NS per la deposizione dei contatti e la fabbricazione di dispositivi o l'integrazione di dispositivi diversi sullo stesso substrato.

 

 

 

 

 

 

Queste nanostrutture vengono impiegate per gas sensing e per fotovoltaico.

 

 

 

 

 

 

Su questa attività, possiamo offrire:

• protocolli di sintesi di nanomateriali
• produzione di nuovi materiali
• sviluppo di prototipi correlati
• diagnostica dei materiali

Highlights

De Marco, L; Calestani, D; Qualtieri, A; Giannuzzi, R; Manca, M; Ferro, P; Gigli, G; Listorti, A; Mosca, R
“Single crystal mesoporous ZnO platelets as efficient photoanodes for sensitized solar cells“
Sol. Energy Mater. Sol. Cells 168, 227–233 (2017)

Fabbri, F; Nasi, L; Fedeli, P; Ferro, P; Salviati, G; Mosca, R; Calzolari, A; Catellani, A
“S-induced modifications of the optoelectronic properties of ZnO mesoporous nanobelts"
Sci. Rep., 6, 27948 (1-8) (2016)

Nasi, L; Calestani, D; Fabbri, F; Ferro, P; Besagni, T; Fedeli, P; Licci, F; Mosca, R
“Mesoporous single-crystal ZnO nanobelts: supported preparation and patterning”
Nanoscale 5, 1060-1066 (2013)

Nasi, L; Calestani; D, Besagni, T; Ferro, P; Fabbri, F; Licci, F; Mosca, R
ZnS and ZnO Nanosheets from ZnS(en)0.5 Precursor: Nanoscale Structure and Photocatalytic Properties”
J.Phys. Chem. C, 116, 6960–6965 (2012)