Поверхностная люминесценция квантовых точек

Ученые ФИАН и МГУ им. М.В.Ломоносова в первый раз обрисовали возможные способы и природу явления управления примесной люминесценцией, что открывает возможности для белых светодиодов либо элементов квантовой электроники нового типа.

Люминесценция либо свечение вещества по окончании поглощения энергии возбуждения главенствоваланаправлением деятельности основателя ФИАН С.И. Вавилова. Сейчас сотрудники отдела люминесценции им.

С.И. Вавилова ФИАН и факультета наук о материалах МГУ исследуют свойства квантовых точек, употребляющихся в составе разнообразные излучателей.
Механизм люминесценции в жёстком теле различается в зависимости от того, происходит она с участием электронной системы всего кристалла либо же в примесного центра. Что касается первого типа, межзонной люминесценции, обусловленной электронными переходами между зоной проводимости и валентной зоной, то она уже прекрасно и детально изучена.

Но с уменьшением размеров светоизлучающих нанокристаллов роль межзонной люминесценции заметно понижается – начинает господствовать примесная люминесценция, обусловленная электронными переходами между территориями и донорно-акцепторными уровнями примесных и поверхностных атомов. Цельного представления о природе этого явления пока не существует.

В это же время, изучения примесной люминесценции и обнаружение возможностей управления ее чертями способны оказать помощь в создании новых органических светоизлучающих элементов и диодов квантовой электроники. Оптики в далеком прошлом грезят о создании источника белого света, аналогичного естественному. на данный момент он получается только при комбинации излучателей красных, зеленых и светло синий цветов, а с грамотным применением многих поверхностной люминесценции источники белого света возможно будет получать на базе одного вещества.
«Люминесценцию кристаллов CdS изучают со середины ХХ века. Само собой разумеется, все это время исследовались по большей части не квантовые точки, а простые монокристаллы, но в них также наблюдалась достаточно интенсивная примесная люминесценция. Действительно, что с ней дальше делать – оставалось непонятным, – говорит один из авторов исследовательской работы Алексей Кацаба – студент 5 курса МФТИ, трудящийся в отделе Люминесценции ФИАН под управлением д.ф.-м.н.

Алексея Витухновского, – Мы же предлагаем некое развитие темы. Отечественные образцы выращены способом коллоидной химии, у них громадная примесная люминесценция, имеющая температурные зависимости и сложную структуру, каковые мы связываем с энергопередачей между уровнями, несущими ответственность за свечение поверхностных состояний. Таких результатов с четкой структурой примесной люминесценции раньше не наблюдалось».
Оптические особенности полупроводниковых нанокристаллов на данный момент исследуются фактически везде и применяются в разнообразных органических светодиодах, биологических маркерах, лазерах либо элементах квантовой электроники. Как правило люминесценция полупроводников определяется межзонными переходами, и исходя из этого ее цвет возможно осуществлять контроль, изменяя размеры нанокристаллов.

Но с их уменьшением на поверхность все больше выходят примеси и различные дефекты образцов, возрастает и часть поверхностных атомов. Все это ведет к проявлению примесной люминесценции, свойства которой остаются неизученными.
В собственной работе исследователи изучали наночастицы CdS характерных размеров в 4-5 нм. Они были взяты из пересыщенного раствора высококипящего неполярного растворителя и дополнительно стабилизированы олеиновой кислотой. Такая обработка должна была связать поверхностные состояния и погасить примесную люминесценцию, но анализ образцов продемонстрировал, что на поверхности наночастиц в изобилии остались непрореагировавшие участки.

Исходя из этого полученная взвесь нанокристаллов в растворе излучала желтый свет, что по спектрам соответствовало примесной люминесценции. Наряду с этим на спектрах кроме этого присутствует и основной, небольшой по интенсивности, межзонный пик люминесценции на длинах волн светло синий цвета.

Широкая же примесная область есть суперпозицией трех отдельных пиков, поведение которых с трансформацией температуры различается. «Пик, который связан с территорией в квантовой точки, смещается с таким же характером, как межзонный экситонный переход. Получается, что кое-какие линии и переходы в примесном спектре также зависят от размера квантовой точки. С трансформацией размера полоса будет сдвигаться.

Об этом говорят и температурные зависимости», – растолковывает Алексей Кацаба. На базе этих кинетических зависимостей кривых и термических спектров фотолюминесценции удалось выстроить модель энергетических переходов и уровней, несущих ответственность за оптические особенности образцов. Результаты изучения планируется разместить в Journal of Chemical Physics.
На рисунке – спектры фотолюминесценции полупроводниковых нанокристаллов CdS с шагом по температуре около 30К.

‹ ›

Создатель: По данным АНИ «ФИАН-информ»

Источник: www.nkj.ru, www.fian-inform.ru

Случайные записи:

• Почему таракана трудно раздавить
• Почему нам приятно от еды

TV на технологии квантовых точек (Quantum Dot)

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Микроиглы и квантовые точки ученые смогут использовать для обнаружения рака кожи

  Американскими учеными созданы неповторимые микроиглы, каковые являются серьёзными атрибутами в анализе и диагностировании состояния многих недугов,…

• Понять квантовую точку изнутри

  Нанокристаллы из полупроводниковых материалов, известные как квантовые точки, испускают броское и монохроматическое излучение при возбуждении светом либо…

• Графеновые квантовые точки могут использоваться для превращения углекислого газа в жидкое топливо

  Перечень преимуществ графена, одного из самых необычных материалов на свете, пополнился еще одним пунктом. Несколько исследователей из университета Райс…

• Квантовые точки позволят диагностировать серьезные болезни надому

  Квантовые точки в растворе Квантовые точки в растворе Раковые клетки, выделенные посредством биологического молекулярного теста «В человеке практически в…