Synthesis and Growth of Au Nanostructures on MoS[2] Interface

Abstract

Wet chemical synthesis gives wide possibilities for fabrication of noble metal nanoparticles (NP), which characteristics depend on many factors. The article is devoted to study of formation of Au nanostructures on MoS2 substrate from growth solution, containing ethanol, ethylene glycol, glycerin, polyvinylpyrrolidone (PVP) and HAuCl4. The study shows that obtained particles in this system are nearly spherical NP, wires, flat triangle and hexagonal nanoprisms (NPRs). NPs and dendritic structures growth without PVP and only presence of stabilizer leads to formation and further evolution of NPRs on MoS2 substrate. For the first time it was also observed a growth of incomplete triangle and hexagonal NPRs, consisting of NP with size 50-100 nm. These incomplete nanoprisms transform to full shapes later on. Our experiments reveal that changing of component concentrations, ratio [PVP]/[HAuCl4] and time of synthesis have a dominant influence on the shape of obtained NP. The possible mechanisms of NP growth on MoS2 are discussed.

Синтез у водному середовищі надає широкі можливості для виготовлення наночастинок (НЧ) благородних металів, характеристики яких залежать від багатьох факторів. Стаття присвячена дослідженню росту наноструктур Au на підкладці MoS2 у ростовому середовищі, що містить етанол, етиленгліколь, гліцерин, полівінілпіролідон (ПВП) та HAuCl4. Наші дослідження показують, що морфологія отриманих НЧ є близькою до сферичної, дротоподібною або у вигляді плоских трикутних/гексагональних нанопризм (НПР). Ріст НЧ та дендритоподібних структур може відбуватись і без ПВП, та лише наявність стабілізатора призводить до утворення та еволюції НПР на інтерфейсі MoS2. Виявлено поетапний ріст незавершених трикутних і гексагональних НПР, що складалися з окремих НЧ розміром 50-100 нм. Такі структури перетворюються згодом у повноцінні НПР. Наші експерименти показують, що варіація концентрації компонентів, співвідношення [ПВП] / [HAuCl4] та часу синтезу безпосередньо впливають на розмір та форму отримах НЧ. Обговорюються можливі механізми росту отримах структур Au на MoS2.

Синтез в водной среде предоставляет широкие возможности для изготовления наночастиц (НЧ) благородных металлов, характеристики которых зависят от многих факторов. Статья посвящена исследованию роста наноструктур Au на подложке MoS2 в ростовой среде, содержащей этанол, этиленгликоль, глицерин, поливинилпирролидон (ПВП) и HAuCl4. Наши исследования показывают, что морфология полученных НЧ близка к сферической, проводоподобной или в виде плоских треугольных/ гексагональных нанопризм (НПР). Рост НЧ и дендритоподобных структур может происходить и без ПВП, и только наличие стабилизатора приводит к образованию и эволюции НПР на интерфейсе MoS2. Наблюдается поэтапный рост незавершенных треугольных и гексагональных НПР, состоящих из отдельных НЧ размером 50-100 нм. Такие структуры превращаются со временем в полноценные НПР. Наши эксперименты показывают, что вариация концентрации компонентов, соотношения [ПВП] / [HAuCl4] и времени синтеза непосредственно влияют на размер и форму синтезированных НЧ. Обсуждаются возможные механизмы роста полученных структур Au на MoS2.