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Ultra-High-Field 67Zn and 33S NMR Studies Coupled with DFT Calculations Reveal the Structure of ZnS Nanoplatelets Prepared by an Organometallic Approach
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2023-09-05 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c02754 Ekaterina Bellan 1 , Farahnaz Maleki 2 , Martin Jakoobi 1 , Pierre Fau 1 , Katia Fajerwerg 1 , Delphine Lagarde 3 , Andrea Balocchi 3 , Pierre Lecante 4 , Julien Trébosc 5 , Yijue Xu 6 , Zhehong Gan 6 , Lauriane Pautrot-d’Alençon 7 , Thierry Le Mercier 7 , Hiroki Nagashima 8 , Gianfranco Pacchioni 2 , Olivier Lafon 9 , Yannick Coppel 1 , Myrtil L. Kahn 1
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2023-09-05 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c02754 Ekaterina Bellan 1 , Farahnaz Maleki 2 , Martin Jakoobi 1 , Pierre Fau 1 , Katia Fajerwerg 1 , Delphine Lagarde 3 , Andrea Balocchi 3 , Pierre Lecante 4 , Julien Trébosc 5 , Yijue Xu 6 , Zhehong Gan 6 , Lauriane Pautrot-d’Alençon 7 , Thierry Le Mercier 7 , Hiroki Nagashima 8 , Gianfranco Pacchioni 2 , Olivier Lafon 9 , Yannick Coppel 1 , Myrtil L. Kahn 1
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Herein, we report the successful characterization of sulfur vacancies in ZnS nanoplatelets by in-depth high-field and DNP-enhanced solid-state NMR of 33S and 67Zn nuclei and DFT modeling. This two-dimensional 1 nm-thick nanomaterial was obtained by reacting a dicyclohexyl zinc complex, ZnCy2, with (TMS)2S as the S source under mild conditions (45 °C) in dodecylamine. The joint experimental and theoretical studies on these nanoplatelets evidenced that a large fraction of the Zn and S atoms are located near the surface covered by dodecylamine and that the deviation from stoichiometry (agreeing with energy gap and photoluminescence properties of non-stoichiometric material) is due to sulfur vacancies. Additionally, this work reports the first 33S DNP-NMR spectrum reported in the literature alongside several ultra-high-field 33S and 67Zn solid-state NMR spectra.
中文翻译：
超高场 67Zn 和 33S NMR 研究结合 DFT 计算揭示了有机金属方法制备的 ZnS 纳米片的结构
在此，我们报告了通过33 S 和67 Zn 核的深入高场和 DNP 增强固态 NMR 以及 DFT 建模成功表征了 ZnS 纳米片中的硫空位。这种 1 nm 厚的二维纳米材料是通过二环己基锌络合物 ZnCy 2与 (TMS) 2反应获得的S 作为 S 源，在温和条件下 (45 °C)，在十二胺中。对这些纳米片的联合实验和理论研究证明，大部分 Zn 和 S 原子位于十二胺覆盖的表面附近，并且与化学计量的偏差（与非化学计量材料的能隙和光致发光性质一致）是由于到硫空位。此外，这项工作报告了文献中报道的第一个33 S DNP-NMR 谱，以及几个超高场33 S 和67 Zn 固态 NMR 谱。
更新日期：2023-09-05
中文翻译：
超高场 67Zn 和 33S NMR 研究结合 DFT 计算揭示了有机金属方法制备的 ZnS 纳米片的结构
在此，我们报告了通过33 S 和67 Zn 核的深入高场和 DNP 增强固态 NMR 以及 DFT 建模成功表征了 ZnS 纳米片中的硫空位。这种 1 nm 厚的二维纳米材料是通过二环己基锌络合物 ZnCy 2与 (TMS) 2反应获得的S 作为 S 源，在温和条件下 (45 °C)，在十二胺中。对这些纳米片的联合实验和理论研究证明，大部分 Zn 和 S 原子位于十二胺覆盖的表面附近，并且与化学计量的偏差（与非化学计量材料的能隙和光致发光性质一致）是由于到硫空位。此外，这项工作报告了文献中报道的第一个33 S DNP-NMR 谱，以及几个超高场33 S 和67 Zn 固态 NMR 谱。
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