半導体ナノ結晶：共通の経路

セレン化カドミウムや硫化亜鉛などの半導体ナノ結晶は、約30年にわたって広く使われているが、無機前駆体からこうしたナノ結晶が形成される正確な仕組みはまだよく分かっていない。分かっていることは、金属元素の供給源となるカチオン前駆体と、カルコゲニド系元素の供給源となるアニオン前駆体の両方が必要であるということである。その代わりに、両方の前駆体を含む単一の化合物を使うこともできる。カナダ国家研究会議と四川大学（中国）のK YuとM Yangたちは今回、³¹Pの核磁気共鳴と密度汎関数理論を用いて、セレン化カドミウムの二重源作成法と単一源作成法の反応メカニズムが本質的に同じであることを示している。

二重源作成法では、オレイン酸カドミウムの等価体1つとセレン化ジフェニルフォスフィン2つが容易に反応して、カドミウム原子1つとセレン原子2つを含む化合物が形成される。セレン原子1つが除去された後、反応が進んで、セレン化カドミウムと、残りのオレイン酸とフェニルフォスフィン配位子を含むもう1つの化合物が形成される。このメカニズムには競合経路があるが、カドミウム原子1つとセレン原子2つを含む最初の化合物は、単一源作成法を用いたときに形成されるものと同じであることが示されている。そこから、この2つの反応は同じ経路に沿って進む。

YiとYangたちは、セレン化カドミウム集合体がセレン化カドミウム13個からなるクラスターとなるとき、半導体ナノ結晶の形成が熱力学的に有利になることも示している。