Isolamento de Molecules de Au Nanocristais Menores: Efeitos Quânticos Robustos em Espectros Ópticos

Cinco moléculas massivas de aglomerados de ouro foram isoladas com alta eficiência e passaram por caracterização estrutural separada, e sua estrutura eletrônica foi deduzida por espectroscopia de absorção óptica. Essas novas moléculas são distinguidas por um núcleo cristalino (ou quasicristalino) de átomos de Au densamente empacotados, variando em tamanho de ∼1,1 nm (∼40 átomos) a ∼1,9 nm (∼200 átomos), cercados por uma monocamada compacta de vários adsorvatos de tio (RS). Elas são obtidas como produtos estáveis termicamente e ambientalmente da decomposição redutiva de polímero não metálico (−AuS(R)−) em solução, são separadas de acordo com o tamanho por cristalização fracionada ou cromatografia em coluna, conforme monitorado por espectrometria de massa de alta resolução, e são caracterizadas estruturalmente por métodos que incluem difração de raios X (ângulos pequenos e grandes), microscopia eletrônica de alta resolução e microscopia de tunelamento por varredura. Os espectros de absorção óptica de soluções diluídas dessas moléculas mostram uma estrutura em degraus dependente do tamanho com um início próximo da borda interbanda do Au fcc (Δ = 1,7), indicativa de transições para os níveis discretos mais baixos não ocupados da banda de condução. Essa estrutura é evidente nos menores aglomerados mesmo à temperatura ambiente, é ampliada em baixa temperatura e surge geralmente como previsto pelo critério de Kubo para efeitos de tamanho quântico. Assim, não requer suposições de uma transição do caráter de ligação metálica em massa para um estado não metálico (rehibridizado ou oxidado).