The fabrication of magnetic composite core−shell particles and hollow spheres with tailored dimensions and compositions has been accomplished by a multistep (layer-by-layer) strategy. Composite particles were prepared by coating submicrometer-sized anionic polystyrene (PS) latices with magnetite (Fe3O4) nanoparticle layers alternately adsorbed with polyelectrolyte from aqueous solution. The thickness of the deposited multilayers could be finely tuned with nanoscale precision, either by selection of the number of adsorption cycles performed or by the number of polyelectrolyte layers deposited between each nanoparticle layer (i.e., interlayer). As demonstrated by transmission electron microscopy, a marked improvement in the growth, uniformity, and regularity of the composite multilayers was achieved when the number of polyelectrolyte interlayers was increased from one [(poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC)] to three [(PDADMAC/poly(styrenesulfonate) (PSS)/PDADMAC)]. Hollow, intact magnetic spheres were obtained by calcination of the core−shell particles at elevated temperature. Furthermore, composite hollow spheres were prepared by calcination of PS latices coated with multilayers of silica and Fe3O4 nanoparticles. These nanoengineered colloidal particles may potentially find applications as delivery systems, or in diagnostics, where the particles can be directed by application of an external magnetic field.

Emission color controlled, high quantum yield CH3NH3PbBr3 perovskite quantum dots are obtained by changing the temperature of a bad solvent during synthesis. The products for temperatures between 0 and 60 °C have good spectral purity with narrow emission line widths of 28-36 nm, high absolute emission quantum yields of 74% to 93%, and short radiative lifetimes of 13-27 ns.

Nitrogen-doped carbon dots synthesized from citric acid as a carbon precursor have recently been considered to contain fluorescent derivatives of citrazinic acid, which contribute to their emission in the blue spectral range. To study the impact of such molecular fluorescent species on the optical properties of carbon dots, we synthesized three samples employing citric acid and three different nitrogen sources: ethylenediamine, hexamethylenetetramine, and triethanolamine. On the basis of the analysis of the nitrogen content and its coordination by X-ray photoelectron spectroscopy, FTIR spectra, and systematically comparing absorption, steady-state emission, and photoluminescence decays of each kind of carbon dot, we derive the influence of the molecular precursors and gain further understanding of the complex structure of carbon dots highlighting the strong impact of molecular fluorescence in the samples produced with ethylenediamine and hexamethylenetetramine.

Laser mediated remote release of encapsulated fluorescently labeled polymers from nanoengineered polyelectrolyte multilayer capsules containing gold sulfide core/gold shell nanoparticles in their walls is observed in real time on a single capsule level. We have developed a method for measuring the temperature increase and have quantitatively investigated the influence of absorption, size, and surface density of metal nanoparticles using an analytical model. Experimental measurements and numerical simulations agree with the model. The treatment presented in this work is of general nature, and it is applicable to any system where nanoparticles are used as absorbing centers. Potential biomedical applications are highlighted.

The applicability of the layer-by-layer (LbL) technique for the formation of a range of polymer-core inorganic-shell particles and inorganic hollow spheres is demonstrated. Titanium dioxide, silica, and Laponite nanoparticles were used as the inorganic building blocks for multilayer formation on polystyrene (PS) sphere templates. Composite organic−inorganic particles were formed by the controlled assembly of the preformed nanoparticles in alternation with oppositely charged polyelectrolytes onto PS microspheres. The influence of nanoparticle type, shape (spherical to sheetlike), and size (3−100 nm), and the diameter of the PS sphere templates (210−640 nm) on the formation of multilayer shells was examined by transmission and scanning electron microscopy. In addition, the LbL technique for coating polymer spheres has been shown to be adaptable with small variations in the coating steps used to optimize the nanoparticle coatings of the different materials. For example, the number of polyelectrolyte multilayers separating the nanoparticle layers, and the number of nanoparticle/polyelectrolyte deposition cycles were varied to generate uniformly coated nanocomposite spheres. These hybrid core−shell particles were subsequently calcined to create well-defined hollow spheres with predetermined diameters. Such hollow spheres may find application in diverse areas, ranging from photonics to fillers and pigments to microencapsulation.

We present an approach towards stable solid-state perovskite based luminophores with different emission colors

Lead halide perovskite nanocrystals (NCs) are receiving a lot of attention nowadays, due to their exceptionally high photoluminescence quantum yields reaching almost 100% and tunability of their optical band gap over the entire visible spectral range by modifying composition or dimensionality/size. We review recent developments in the direct synthesis and ion exchange-based reactions, leading to hybrid organic–inorganic (CH3NH3PbX3) and all-inorganic (CsPbX3) lead halide (X=Cl, Br, I) perovskite NCs, and consider their optical properties related to quantum confinement effects, single emission spectroscopy and lasing. We summarize recent developments on perovskite NCs employed as an active material in several applications such as light-emitting devices, solar cells and photodetectors, and provide a critical outlook into the existing and future challenges. Although research into perovskite nanocrystals is still in its infancy, they are expected to be major players in future nanoscience. Lead halide perovskite nanocrystals are attracting much interest because their quantum yields for photoluminescence are approaching 100% and their optical band gap can be tuned over the entire visible wavelength region – properties that make them promising for use in lasers, light-emitting diodes (LEDs) and solar cells. Andrey Rogach of City University of Hong Kong and co-workers review the latest developments in the synthesis (of both hybrid organic-inorganic and all-inorganic nanocrystals), optical properties (quantum confinement effects, single particle emission and lasing studies) and applications (LEDs, solar cells and photodiodes) of these materials. They outline some of the many remaining challenges, but state their confidence that these should soon be overcome. This review summarizes recent developments in the direct synthesis and ion exchange-based reactions leading to hybrid organic–inorganic and all-inorganic lead halide perovskite nanocrystals. Optical properties related to quantum confinement effects, single emission spectroscopy and lasing are considered. Perovskite nanocrystals have been employed as an active material in several applications such as light-emitting devices, solar cells and photodetectors.

We review the effect of doping on the optical properties of luminescent colloidal carbon dots. They are considered as a hybrid material featuring both molecular and semiconductor-like characteristics, where doping plays an important role. Starting from the short overview of synthetic strategies, we consider the evolution of carbon dots from molecular precursors to fluorescent nanoparticles, and the relevant structural properties of carbon dots. Choice of the reactant materials, dopant atoms and reaction parameters provide carbon dots with varying optical properties. High chemical stability, bright luminescence and customizable surface functionalization of carbon dots open their use in a broad range of applications, which are exemplary presented at the end of this review.

Abstract Metal halide perovskite nanocrystals are promising materials for a diverse range of applications, such as light-emitting devices and photodetectors. We demonstrate the bandgap tunability of strongly emitting CH 3 NH 3 PbBr 3 nanocrystals synthesized at both room and elevated (60 °C) temperature through the variation of the precursor and ligand concentrations. We discuss in detail the role of two ligands, oleylamine and oleic acid, in terms of the coordination of the lead precursors and the nanocrystal surface. The growth mechanism of nanocrystals is elucidated by combining the experimental results with the principles of nucleation/growth models. The proposed formation mechanism of perovskite nanocrystals will be helpful for further studies in this field and can be used as a guide to improve the synthetic methods in the future.

We use Pt-decorated CdS nanorods for photocatalytic hydrogen generation in the presence of sacrificial hole scavengers. Both the quantum efficiency for hydrogen generation and the stability of the colloidal nanocrystals in solution improve with increasing redox potential of the hole scavenger. The higher redox potential leads to faster hole scavenging, which increases quantum efficiency and stability since electron hole recombination and oxidation of the CdS become less important. The quantum efficiencies can be tuned over more than an order of magnitude. This finding is important for choosing hole scavengers and for comparing efficiencies and stabilities for different photocatalytic nanosystems.