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La estabilidad ambiental de los puntos cuánticos (QDs) de nanocristales coloidales es imperativa para la fotovoltaica de QD de bajo costo y alta eficiencia. Sintetizamos QDs de PbS ultras pequeños y estables al aire con un diámetro (D) de hasta 1.5 nm, y encontramos una transición abrupta en D ≈ 4 nm en la estabilidad al aire a medida que el tamaño del QD variaba de 1.5 a 7.5 nm. Las mediciones de espectroscopía de fotoemisión de rayos X y los cálculos de teoría de funcionales de densidad revelan que la transición de estabilidad está estrechamente asociada con la transición de forma de QDs con tapa de oleato de octaedro a cuboctaedro, impulsada por la hindrance estérica y, por lo tanto, la energía superficial dependiente del tamaño de las facetas de QD ricas en Pb pasivadas por oleato. Esta comprensión microscópica de la química de superficie en QDs ultras pequeños, de hasta unos pocos nanómetros, debería ser muy útil para controlar precisa y exactamente las propiedades físico-químicas de los QDs coloidales, como la polaridad de dopaje, movilidad de portadores, estabilidad al aire y dinámica de portadores calientes para aplicaciones en células solares.
Choi et al. (Fri,) estudiaron esta pregunta.