Sự thay đổi cấu trúc trong hạt nano CdSe

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Interdisciplinary Sci., 2014, Vol. 59, No. 1A, pp. 43-50 This paper is available online at SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC TRONG HẠT NANO CdSe Khổng Cát Cương3, Nguyễn Văn Hùng1, Hoàng Văn Hùng2, Nguyễn Đăng Phú1 và Đinh Hùng Mạnh1 1Khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội; 2Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội; 3Trường Đại Học Tây Bắc Tóm tắt. Phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của nano CdSe dịch chuyển về phía sóng ngắn tương ứng với kích thước hạt giảm. Nguyên nhân của hiện tượng này không chỉ do hiệu ứng kích thước hạt trong vật liệu nano mà còn do sự thay đổi cấu trúc tinh thể của chúng. Kết quả thực nghiệm đã chứng tỏ rằng cấu trúc tinh thể của hạt nano CdSe chuyển đổi từ cấu trúc lập phương sang lục giác khi kích thước hạt tăng lên. Trong cấu trúc lõi/vỏ (CdSe=ZnS), cấu trúc tinh thể của lớp vỏ ZnS cũng xảy ra sự thay đổi cấu trúc tương tự khi chiều dày của lớp vỏ ZnS tăng lên. Các phép đo phổ hấp thụ, phổ huỳnh quang, nhiễu xạ tia X được sử dụng để xác định cấu trúc và kích thước của các hạt nano CdSe. Theo mô hình các quả cầu xếp chặt, sự chuyển đổi cấu trúc này được giải thích do xuất hiện các sai hỏng trong sắp xếp nguyên tử. Từ khóa: Hạt nano CdSe, cấu trúc lập phương, cấu trúc lục giác. 1. Mở đầu Các nano tinh thể bán dẫn chịu tác động của hiệu ứng kích thước lượng tử dẫn đến độ rộng vùng cấm hiệu dụng thay đổi theo kích thước của chúng được gọi là chấm lượng tử (Quantum dots: Qds). Chấm lượng tử có tính chất quang đặc biệt, cường độ phát xạ của chúng phụ thuộc kích thước chấm lượng tử nên được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như đánh dấu bảo mật, diot phát quang, quang tử... [1, 2] đặc biệt phát triển trong lĩnh vực đánh dấu sinh học [3]. Chấm lượng tử của bán dẫn II-VI đã thu hút sự chú ý đặc biệt, bởi chúng tương đối dễ tổng hợp chấm lượng tử có kích thước theo yêu cầu giam giữ lượng tử. Nano tinh thể CdS;CdTe;CdSe;ZnSe đã được tổng hợp bởi các phương pháp khác nhau như phân hủy tiền chất, phương pháp phún xạ, lắng đọng điện hóa và mixen đảo. Trong quy trình chế tạo các nano tinh thể bán dẫn (Qds) có rất nhiều thông số ảnh hưởng đến tính chất quang của chúng trong đó thời gian phát triển tinh thể và nhiệt độ Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng, e-mail: hung.nv@hnue.edu.vn. 43 Khổng Cát Cương, Nguyễn Văn Hùng, Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Đăng Phú, Đinh Hùng Mạnh phản ứng là hai thông số quan trọng nhất. Trong các nghiên cứu trước đây đều xác định rằng kích thước của các Qds chịu ảnh hưởng mạnh bởi hai thông số này và được quan sát thông qua phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của chúng. Các nghiên cứu đều cho thấy vật liệu khối của CdSe có độ rộng vùng cấm khoảng 1,75 eV khi giảm kích thước hạt tới 2,8 nm độ rộng vùng cấm đã tăng lên tới 2,49 eV. Sự thay đổi độ rộng vùng cấm dẫn đến phổ hấp thụ và phổ phát quang của chấm lượng tử CdSe dịch về bước sóng ngắn khi kích thước hạt thu nhỏ đến cấp độ nanomet. Các nghiên cứu đã công bố đều xác định sự dịch đỉnh phổ do hiệu ứng kích thước lượng tử [4]. Sự giảm kích thước hạt ảnh hưởng mạnh đến tính chất quang của nano tinh thể đã được nghiên cứu nhiều xong sự thay đổi cấu trúc tinh thể của các chấm lượng tử phụ thuộc các điều kiện chế tạo chưa được quan tâm thích đáng. Hình 1. Cấu trúc tinh thể lục giác wurtzite và lập phương zinc blende Phân tích các giản đồ nhiễu xạ tia X của các Qds CdSe chúng tôi nhận thấy các Qds với kích thước giảm đã có sự dịch chuyển cấu trúc từ mạng tinh thể lục giác Wurtzite (W) chuyển sang cấu trúc lập phương zinc blende (ZB). Trong cấu trúc lõi/vỏ (CdSe=ZnS), cấu trúc tinh thể của lớp vỏ ZnS cũng xảy ra sự thay đổi cấu trúc tương tự khi chiều dày của lớp vỏ ZnS tăng lên Cả hai loại cấu trúc này đều là cấu trúc xếp chặt các quả cầu, sự chuyển đổi từ Wurtzite đến zinc blende chỉ liên quan đến sự thay đổi tính đối xứng. Pha lập phương của CdSe tồn tại trong các hạt nano với cấu trúc các lớp xếp chặt ABABAB. . . , khi có sự kết tụ và phát triển các hạt chúng chuyển sang pha lục giác bền vững hơn với cấu trúc các lớp theo mô hình ABCABC. . . (hình 1). Các kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy sự giảm kích thước chấm lượng tử CdSe đã ảnh hưởng mạnh mẽ không chỉ đến tính chất quang của chúng mà còn làm chuyển đổi cấu trúc trong hạt nano CdSe cũng như cấu trúc của lớp vỏ ZnS khi nghiên cứu chấm lượng tử lõi vỏ CdSe=ZnS. Quá trình chuyển đổi cấu trúc được giải thích do sự kém ổn định của mô hình zinc blende dẫn đến sự sắp xếp lại các nguyên tử sang cấu trúc Wurtzite bền vững ở vật liệu khối. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Thực nghiệm Để hình thành chấm lượng tử cần phải tạo ra các ionCd2+ và Se2− và tạo môi trường cho các ion này liên kết với nhau. Chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn TOPO-HAD 44 Sự thay đổi cấu trúc trong hạt nano CdSe (hexadecyamine C16H35N) đặt trong bình cầu sục khí N2 được tăng tới nhiệt độ 300◦C là môi trường chế tạo chấm lượng tử. Muối cadmium acetate Cd(CH3COO)2:2H2O hòa tan vào trong hỗn hợp trioctylphosphine oxide C24H51OP (TOPO) cho vào bình kín sục khí N2 đun tới nhiệt độ 80◦C thì thu được tiền chất TOPOCd. Bột selen (Se) cùng với trioctylphosphine C24H51P (TOP) cũng được hòa trộn ở nhiệt độ 80◦C như trên ta nhận được tiền chất TOPSe. Các tiền chất hữu cơ kim loại TOPSe và TOPOCd được tiêm vào môi trường trên, chúng bị phân hủy giải phóng các ion Cd2+ và Se2−. Do bị khuấy trộn mạnh, các ion này va chạm và kết hợp với nhau tạo thành các mầm tinh thể ban đầu. Sự phát triển của mầm phụ thuộc nhiệt độ của môi trường và thời gian phát triển mầm. Với thời gian nuôi tinh thể khác nhau, các mẫu chấm lượng tử có màu khác nhau, kích thước chấm lượng tử từ 2,8 nm tới 4,5 nm. Các chấm lượng tử CdSe có kích thước từ 2,8 nm được bọc lớp vỏ ZnS theo phương pháp SILAR. Lớp vỏ ZnS có độ dày tăng dần tới 13 ML (1 monolayer được tính bằng 0,38 nm, là hằng số mạng của ZnS). Phổ hấp thụ của các mẫu dung dịch được khảo sát trên thiết bị Jasco V670. Giản đồ nhiễu xạ tia X được ghi trên nhiễu xạ kế tia X D 5005 Siemens. Các phép đo phổ hấp thụ, phổ huỳnh quang, nhiễu xạ tia X được sử dụng để xác định cấu trúc và kích thước của các hạt nano CdSe. 2.2. Kết quả và thảo luận 2.2.1. Chấm lượng tử CdSe Hình 2. Phổ hấp thụ của các QDs CdSe có kích thước khác nhau Phổ hấp thụ: Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử CdSe được trình bày trên hình 2. Mẫu khối CdSe cấu trúc lục giác wurtzite có độ rộng vùng cấm ∆Eg = 1; 75 eV tương ứng với bước sóng 706 nm. Tất cả các mẫu chấm lượng tử CdSe đều có đỉnh hấp thụ dịch về vùng sóng ngắn so với bước sóng của bờ hấp thụ CdSe (wurtzite). Sự dịch chuyển này phát sinh từ hiệu ứng giam giữ lượng tử trong các hạt nano. Sự dịch xanh của độ rộng vùng cấm trong các hạt nano do sự giam giữ lượng tử có dạng định lượng [4]: 45 Khổng Cát Cương, Nguyễn Văn Hùng, Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Đăng Phú, Đinh Hùng Mạnh ∆E = Enano − Eg = ~ 22 2Ma2 Trong đóM là khối lượng hiệu dụng của hệ, a là bán kính của QDs. Dựa trên biểu thức này, kích thước các hạt nano tinh thể được xác định khi biết năng lượng vùng cấm từ phổ hấp thụ. Các phổ hấp thụ trên Hình 2 cho thấy kích thước các chấm lượng tử càng nhỏ đỉnh hấp thụ càng dịch về sóng ngắn do hiệu ứng giam giữ lượng tử mạnh hơn. Kích thước Qds là 2,8 nm đỉnh hấp thụ ở  ≈ 498 nm (2,49 eV) trong khi kích thước lớn hơn 3,0 nm có đỉnh dịch về sóng dài  ≈ 508 nm (2,44 eV). Tương ứng với kích thước 3,3 nm, 3,5 nm vị trí các đỉnh ở  ≈ 523 nm (2,37 eV),  ≈ 530 nm (2,34 eV). Những mẫu này chỉ có một đỉnh hấp thụ duy nhất. Kích thước hạt tăng lên 3,9 và 4,3 nm, hiệu ứng giam giữ lượng tử giảm, đỉnh phổ hấp thụ dịch về sóng dài  ≈ 551 nm (2,25 eV),  ≈ 570 nm (2,17 eV) đồng thời xuất hiện thêm đỉnh hấp thụ thứ hai. Các công bố cho thấy một số bán dẫn trong nhóm II-VI như ZnS [5], CdS [6] có sự chuyển dịch pha cấu trúc từ Wurtzite tới zinc blende khi kích thước hạt giảm xuống dưới bán kính Borh exiton. Sự tăng thêm đỉnh hấp thụ này có thể giải thích rằng các mẫu có kích thước lớn là một hỗn hợp của pha lập phương và lục giác. Do đó phổ hấp thụ thể hiện hai bờ hấp thụ riêng biệt. Việc tính độ rộng vùng cấm cho từng loại cấu trúc là không thể vì pha lập phương (ZB) chỉ tồn tại ở các hạt nano có kích thước nhỏ nên sự dịch chuyển đỉnh hấp thụ hay độ rộng vùng cấm quang do hiệu ứng giam giữ lượng tử đóng vai trò chủ yếu. Một sự giải thích hợp lí hơn đối với các mẫu có nhiều đỉnh hấp thụ là do phân bố kích thước hạt trong mẫu rộng, trong mẫu các hạt CdSe có nhiều kích thước khác nhau pha lập phương (ZB) xen lẫn với pha lục giác (W). Hạt CdSe tiếp tục phát triển, CdSe trở thành vật liệu khối đơn pha lục giác (W) với độ rộng vùng cấm khoảng 1,75 eV. Quan sát phổ hấp thụ của các chấm lượng tử cho thấy các QdS CdSe kích thước nhỏ có cấu trúc zinc blende khi kích thước tăng lên đã có sự chuyển pha sang cấu trúc Wurtzite. Chuyển dịch cấu trúc Hình 3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các QDs CdSe có kích thước khác nhau Giản đồ nhiễu xạ tia X của các chấm lượng tử CdSe có kích thước khác nhau trình bày trên hình 3. Giản đồ nhiễu xạ 3a có ba đỉnh rộng tương ứng với các đỉnh mạnh của cấu trúc lập phương zinc blende ở các góc 2: 25,3◦ (111), 42,0◦ (220) và 49,7◦ (311). Các đỉnh này mở rộng do hiệu ứng kích thước cho thấy mẫu là các Qds có kích thước nanomet. Ngoài ra sự mở rộng phổ cân đối còn cho thấy mẫu là đơn pha zinc blende. Đỉnh nhiễu xạ 2 ≈ 25◦ của các mẫu có kích thước Qds lớn hơn, trên giản đồ nhiễu xạ 3b và 3c nhòe rộng và mở không đối xứng, các đỉnh nhiễu xạ còn lại cường độ giảm và không thể hiện rõ ràng vị trí các đỉnh. Các đỉnh nhiễu xạ chính của 46 Sự thay đổi cấu trúc trong hạt nano CdSe cấu trúc lục giác W ở vị trí 2 : 23; 9◦; 25; 3◦; 27; 0◦ rất gần với đỉnh mạnh của cấu trúc lập phương zinc blende vì vậy các đỉnh nhiễu xạ này là sự chồng chập các đỉnh của hai pha cấu trúc khác nhau. Giản đồ nhiễu xạ 3d của mẫu có kích thước QDs lớn hơn cho thấy chúng thể hiện cấu trúc lục giác wurtzite rõ ràng hơn. Như vậy khi kích thước QDs tăng lên đã có sự chuyển dịch cấu trúc từ lập phương zinc blende sang cấu trúc wurtzite. 2.2.2. Chấm lượng tử lõi/vỏ CdSe/ZnS Ảnh hưởng của chiều dày lớp vỏ ZnS lên cấu trúc tinh thể của chấm lượng tử CdSe=ZnS Giản đồ nhiễu xạ của chấm lượng tử lõi vỏ với chiều dày lớp vỏ mỏng (< 2; 5ML) có cấu trúc tinh thể phù hợp với thẻ chuẩn JCPDS 05-0566 chứng tỏ lớp vỏ ZnS có cấu trúc tinh thể lập phương với hằng số mạng a = 5; 406 A˚. Quan sát giản đồ nhiễu xạ của các mẫu có chiều dày lớp vỏ tăng dần trên hình 5 cho thấy có sự dịch chuyển các đỉnh nhiễu xạ từ pha lục giác của CdSe trong lõi tới pha lục giác của lớp vỏ ZnS. Khi lớp vỏ là mỏng 1,6 ML vẫn quan sát thấy các đỉnh nhiễu xạ của pha tinh thể lục giác của lõi CdSe. Chiều dày tiếp tục tăng, đỉnh nhiễu xạ của lõi CdSe không còn xuất hiện mà chỉ xuất hiện đỉnh đặc trưng cho pha tinh thể lục giác của ZnS: Tuy nhiên, khi độ dày của lớp vỏ ZnS tăng các vạch nhiễu xạ này dần dịch chuyển về phía góc 2 lớn hơn tương ứng với mẫu chuyển dần từ pha lập phương sang pha tinh thể lục giác của lớp vỏ ZnS (phù hợp với thẻ JCPDS 36-1450). Kết quả đo nhiễu xạ này cho thấy khi các lõi QD CdSe được bọc các lớp vỏ ZnS có chiều dày tăng dần trong mẫu đã xảy ra sự chuyển pha tinh thể từ lục giác của CdSe với các lớp vỏ mỏng tới pha tinh thể lập phương khi chiều dày vỏ đủ che chắn lõi và cuối cùng hình thành cấu trúc lục giác khi lớp vỏ ZnS đủ lớn. Hình 4. Giản đồ nhiễu xạ tia X của QD CdSe/ZnS có cấu trúc tinh thể lớp vỏ ZnS dạng lập phương Hình 5. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu lõi CdSe và được bọc lớp vỏ ZnS có độ dày từ 1,6 ML tới 13 ML 47 Khổng Cát Cương, Nguyễn Văn Hùng, Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Đăng Phú, Đinh Hùng Mạnh Phổ quang học Phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của lõi CdSe kích thước 2,8 nm được bọc lớp vỏ ZnS có độ dày từ 0 đến 6 ML được trình bày trên Hình 6. Quan sát phổ hấp thụ của các mẫu cho thấy đỉnh hấp thụ của lõi CdSe bị dịch về phía sóng dài (∼ 24 nm) khi độ dày lớp vỏ ZnS là 1ML so với các phổ của mẫu không bọc vỏ, sau đó đỉnh các phổ tiếp tục dịch chậm với các lớp vỏ dày hơn. Các đỉnh phát xạ cũng dịch chuyển tương ứng do hiệu ứng Stocke. Hình 6 cường độ huỳnh quang của các phổ được chuẩn hóa để quan sát quá trình dịch đỉnh phổ nên không thể hiện cường độ tương đối của các phổ trên hình. Các phổ huỳnh quang nguyên gốc cho thấy cường độ phát xạ của chấm lượng tử CdSe=ZnS ban đầu tăng khi độ dày lớp vỏ tăng, sau đó cường độ tăng không đáng kể với các mẫu có lớp vỏ dày hơn. Nguyên nhân này do sai lệch hằng số mạng tinh thể giữa vật liệu lõi CdSe (aCdSe = 4; 302 A˚) và vỏ ZnS (aZnS = 3; 823 A˚), khi chiều dày lớp vỏ ZnS tăng, ứng suất trong cấu trúc CdSe=ZnS tăng lên làm xuất hiện các đường lệch mạng đó là các tâm tái hợp không phát xạ. 2.2.3. Giải thích quá trình thay đổi cấu trúc Các mặt phẳng xếp chặt (002) của pha lục giác Wurtzite và (111) của lập phương zinc blende của CdSe có mật độ nguyên tử như nhau và có đối xứng trục bậc 6. Cả hai cấu trúc bao gồm sự sắp xếp liên tiếp theo chu kì các mặt phẳng nguyên tử Cd và Se sao cho nguyên tử này nằm trong tâm khối tứ diện của các nguyên tử khác. Sự khác biệt giữa hai cấu trúc là trình tự sắp xếp của các mặt phẳng xếp chặt: Cấu trúc lập phương zinc blende (ZB) trình tự xếp theo mô hình ABCABCA. . . trong khi cấu trúc lục giác Wurtzite (W) các nguyên tử sắp xếp theo mô hình ABABA. . . Hình 6. Phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của lõi CdSe và CdSe/ZnS có độ dày lớp vỏ khác nhau Hình 7. Sơ đồ khuyết tật điểm trên các mặt phẳng xếp chặt giải thích chuyển pha cấu trúc giữa hai mô hình ABCABC và ABAB [6] 48 Sự thay đổi cấu trúc trong hạt nano CdSe Trong cấu trúc ZB và W, các nguyên tử cùng được sắp xếp theo là mô hình các quả cầu xếp chặt nên chúng dễ chuyển đổi cấu trúc sang nhau bởi sự thay đổi cục bộ trình tự sắp xếp bằng tác dụng các cặp song sinh hoặc xếp lỗi. Một lỗi liên kết xuất hiện trong cấu trúc ABC dẫn đến cấu trúc ba lớp ABC (ZB) giảm xuống cấu trúc hai lớp AB (W) [7]. Điều này xảy ra bằng cách một phần của tinh thể trượt song song với mặt phẳng xếp chặt của ô cơ sở lục giác qua phần khác. Vector trượt di chuyển các nguyên tử từ A đến vị trí B, từ B đến vị trí C và từ C đến vị trí A. Lỗi biến dạng xếp chồng xảy ra ở mặt phẳng xếp chặt của cấu trúc ABC có thể chuyển đổi nó hoàn toàn tới cấu trúc AB. Cơ chế này được mô tả trên Hình 7 để giải thích sự chuyển đổi các cấu trúc này [6]. Cơ chế chuyển đổi các nguyên tử không gây ra sự biến dạng trong các liên kết liền kề vì vậy năng lượng khuyết tật phải nhỏ. Takeuchi S. [8] xác định năng lượng khuyết tật của CdS trong họ bán dẫn II-VI là ∼ 8; 7 mJm−2 trong khi các chất bán dẫn và các kim loại điển hình vào khoảng 50 − 150 mJm−2: Do đó các nguyên tử dễ dàng chuyển từ vị trí này sang vị trí khác thông qua véc tơ trượt gây biến dạng cục bộ khi năng lượng liên kết nguyên tử thay đổi theo kích thước Qds CdSe. Sự phát triển các hạt CdSe từ dung dịch được chi phối bởi sự cạnh tranh giữa năng lượng tự do bề mặt và thể tích của các hạt. Trong mầm, sự đóng góp năng lượng bề mặt chiếm ưu thế nên diện tích bề mặt tự do giảm với xu hướng hình thành các mầm dạng cầu và các mặt phẳng xếp chặt có năng lượng thấp sắp xếp trên bề mặt của mầm. Để có lợi về năng lượng, mầm có cấu trúc tinh thể lập phương hình thành ở dạng cầu với phần lớn các mặt (111) ở trên bề mặt. Các hạt nano CdSe hình thành từ mầm ban đầu có cấu trúc lập phương, khi phát triển lớn lên, năng lượng thể tích chiếm ưu thế và nó biến đổi sang cấu trúc lục giác ổn định ở dạng khối. 3. Kết luận Quá trình phát triển QDs CdSe dẫn tới vùng cấm quang dịch chuyển do hiệu ứng giam giữ lượng tử, bên cạnh đó còn có quá trình chuyển đổi cấu trúc từ zinc blende sang cấu trúc lục giác Wurtzite. Phổ hấp thụ và giản đồ nhiễu xạ của các QDs có kích thước khác nhau đã được phân tích minh chứng cho sự thay đổi cấu trúc tinh thể trong quá trình phát triển. Quá trình biến đổi diễn ra theo xu hướng các Qds CdSe kích thước nhỏ có cấu trúc zinc blende, kích thước Qds tăng lên trong mẫu cùng tồn tại hai pha lập phương và lục giác. Các mẫu khối CdSe có cấu trúc bền vững ở pha lục giác Wurtzite. Một cơ chế đơn giản dựa trên sai hỏng tinh thể do các nguyên tử dịch chuyển chiếm chỗ của nhau được đưa ra để giải thích quá trình chuyển cấu trúc từ zinc blende sang cấu trúc Wurtzite. Lời cảm ơn: Công trình này được thực hiện với sự hỗ trợ về tài chính của đề tài SPHN 13-361TĐ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và đề tài NAFOSTED mã số 103.02-2011.24. 49 Khổng Cát Cương, Nguyễn Văn Hùng, Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Đăng Phú, Đinh Hùng Mạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ruhle. S., Shalom. M and Zaban. A., 2010. Quantum-Dot-Sensitized Solar Cells. Chem. Phys. Chem. 11, pp. 2290-2304. [2] Li L., Daou T. J, Texier I., Chi T. T. K., Liem N. Q., Reiss P., 2009. Highly Luminescent CuInS2/ZnS Core/Shell nanocrystals: Cadmium-Free Quantum Dots for In Vivo Imaging. Chem. Mater., 21, pp. 2422-2429. [3] Howarth M., Liu W., Puthenveetil S., Zheng Y., Marshall L. F., Schmidt M. M., Wittrup K. D., Bawendi M. G., Ting A. Y., 2008.Monovalent, reduced-size quantum dots for imaging receptors on living cells. Nat. Meth., 5(5), pp. 397-399. [4] S.V.Gaponenko, 1998. Optical Properties of Semiconductor Nanocrystals. Cambridge University Press. [5] Sebastian M. T., Pandey D. and Krishna P., 1982. X-ray diffraction study of the 2H to 3C solid state transformation in vapour grown single crystals of ZnS. Phys. Status Solidi (a) Vol.71, 633 [6] R. Banerjee, R. Jayakrishnan and P. Ayyub., 2000. Effect of the size-induced structural transformation on the band gap in CdS nanoparticles. J. Phys.: Condens. Matter Vol. 12 10647-10654. [7] Hirth J. P. and Lothe J., 1968. Theory of Dislocations (New York: McGraw-Hill) [8] Takeuchi S. and Suzuki K., 1999. Stacking Fault Energies of Tetrahedrally Coordinated Crystals. Phys. Status Solidi (a) vol.171, 99-103 ABSTRACT Structural transformation in CdSe nanoparticles The absorption and fluorescence spectra of CdSe nanoparticles were shifted toward a shorter wavelength, corresponding to the decrease in nanoparticle size. The cause of this phenomenon is both particle size effect and size-induced structural transformation which results in change in crystal structures. The experimental results show that the crystal structure of CdSe nanoparticles was transformed from the cubic zinc blende structure to the hexagonal wurtzite structure when the particle size increases. In the structure of the core / shell (CdSe/ZnS), at the ZnS shell there also occur structural changes when the thickness of ZnS shell increases. Absorption spectrometry, fluorescence spectroscopy and X-ray diffraction were used to determine the structure and size of the CdSe nanoparticles. According to the model of close-packed spheres, this structural transformation can be explained by the presence of defects in the atomic arrangement. 50