Due to their cost efficiency and the sustainable availability of sodium resources, sodium-ion batteries (SIBs) are regarded as an economical alternative or additional choice to the well-established lithium-ion batteries (LIBs),...

We report the first room-temperature synthesis of ternary CdTeSe magic-size clusters (MSCs) that have mainly the surface ligand oleate (OA). The MSCs display sharp optical absorption peaking at ∼399 nm and are thus referred to as MSC-399. They are made from prenucleation-stage samples of binary CdTe and CdSe, which are prepared by two reactions in 1-octadecene (ODE) of cadmium oleate (Cd(OA)2) and tri-n-octylphosphine chalcogenide (ETOP, E = Te and Se) at 25 °C for 120 min and 80 °C for 15 min, respectively. When the two binary samples are mixed at room temperature and dispersed in a mixture of toluene (Tol) and octylamine (OTA), the CdTeSe MSC-399 develops. Also, when the CdSe sample is added to CdTe MSC-371 in a dispersion, the transformation from CdTe MSC-371 to CdTeSe MSC-399 is seen. We propose that the MSCs develop from their precursor compounds (PCs) that are relatively transparent in optical absorption, such as CdTeSe MSC-399 from CdTeSe PC-399 and CdTe MSC-371 from CdTe PC-371. The formation of CdTeSe PC-399 undergoes monomer substitution and not anion exchange, which is the reaction of CdTe PC-371 and the CdSe monomer to produce CdTeSe PC-399 and the CdTe monomer. Our study provides evidence of monomer substitution for the transformation from binary CdTe to ternary CdTeSe PCs.

The reason why heating is required remains elusive for the traditional synthesis of colloidal semiconductor quantum dots (QDs) of II–VI metal chalcogenide (ME). Using CdTe as a model system, we show that the formation of Cd–Te covalent bonds with individual Cd- and Te-containing compounds can be decoupled from the nucleation and growth of CdTe QDs. Prepared at an elevated temperature, a prenucleation-stage sample contains clusters that are the precursor compound (PC) of magic-size clusters (MSCs); the Cd–Te bond formation occurs at temperatures higher than 120 °C in the reaction. Afterward, the PC-to-QD transformation appears via monomers at lower temperatures in dispersion. Our findings suggest that the number of Cd–Te bonds broken in the PC reactant is similar to that of Cd–Te bonds formed in the QD product. For the traditional synthesis of ME QDs, heating is responsible for the M–E bond formation rather than for nucleation.