Макроскопическая ориентация люминесцирующих полупроводниковых анизотропных нанокристаллов

• Автор: Мухина, Мария Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Общие понятия о полупроводниковых нанокристаллах

1.1.1. Нанокристаллы с различным квантовым конфайнментом

1.1.2. Синтез

1.1.3. Фотофизические свойства

1.1.4. Анизотропия оптических свойств

1.2. Методы создания ансамблей нанокристаллов с анизотропными свойствами

1.2.1. Самоорганизация нанокристаллов

1.2.2. Упорядочивание в полимере
1.2.3. Самосборка в процессе синтеза
1.3. Применения анизотропных нанокристаллов
1.4.............................................................Заключение
Глава 2. Упорядочивание квантовых стержней в жидкокристаллической матрице
2.1. Используемые материалы и методы исследования
2.2. Повышение химического сродства квантовых стержней и молекул жидкого кристалла
2.3. Поляризация люминесценции нанокристаллов, упорядоченных в жидкокристаллической матрице
2.4. Заключение и выводы по Главе

Глава 3. Фотоиндуцированная анизотропия люминесценции квантовых стержней Сйве^пв в пористой матрице
3.1. Используемые материалы и методы исследования
3.2. Селективная фотохимическая реакция в исходно неупорядоченном ансамбле нанокристаллов
3.3. Обратимость фотохимической реакции и факторы деполяризации .
3.4. Модель темповой релаксации ансамбля КС
3.4.1. Темновая временная эволюция квантового выхода люминесценции после прекращения облучения
3.4.2. Степень поляризации люминесценции в случае фотохимически индуцированного увеличения выхода люминесценции
3.4.3. Временная эволюция поляризованных компонент люминесценции при наличии вращательной диффузии
3.4.4. Сопоставление модели с экспериментом
3.5. Механизмы фотоиндуцированных и темновых процессов в ансамбле КС
3.6. Заключение и выводы по Главе
Глава 4. Упорядочивание квантовых стержней СйЗе^пв и квантовых нанопластин Сйве в тянутых полимерных пленках
4.1. Используемые материалы и методы исследования
4.2. Анизотропия оптических переходов квантовых стержней СбЗе^пБ
4.3. Анизотропия оптических переходов квантовых нанопластин СбБе .
4.4. Выводы по Главе
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список цитируемой литературы

Введение
Актуальность темы
Область нанотехнологий включает в себя огромное количество научнотехнологических направлений, в которых так или иначе используются особые свойства наноразмерных объектов. Развитие нанотехнологий является глобальным трендом научных исследований, что подтверждается данными индекса научного цитирования «ISI Web of Science», согласно которым за последнее десятилетие ежегодное количество публикаций в этой области увеличилось более чем в десять раз. На государственном уровне «Индустрия наносистем» отнесена к приоритетным направлениям развития науки и технологий в Российской Федерации на 2014-2020 годы, а также шесть научных направлений, относящихся к отрасли нанотехнологий, признаны критическими для развития научного потенциала Российской Федерации. Одним из таких направлений являются технологии получения и обработки функциональных наноматериалов, структурированных уже в нанометровом масштабе. В фотонике, в частности, основное преимущество таких материалов по сравнению с традиционными заключается в возможности использования нанокристаллов, оптические параметры которых могут находиться в зависимости от их размеров, геометрии, а также испытывать влияние взаимодействия нанокристаллов между собой и с матрицей. Это приводит к появлению нового мощного инструмента для управления оптическими свойствами наноструктурированного материала путем изменения характеристик составляющих его нанообъектов.

упорядоченных ансамблей квантовых стержней РЬЭ [123] и ZnS, гпБе, Сс1Б и СсШе [124], соответственно.
1.3. Применения анизотропных нанокристаллов
Существует целый ряд областей применения анизотропных нанокристаллов, в которых особенности их свойств, появившиеся после изменения геометрии, используются для усовершенствования уже существующих устройств на основе сферических нанокристаллов, квантовых точек, которые благодаря своим уникальным оптическим свойствам получили широкое применение в различных областях, начиная от биологии [26,125,126] и заканчивая физикой [127,128]. Однако, уменьшение размеров нанокристалла приводит не только к дискретизации энергетических уровней и размерной зависимости спектрального положения оптических переходов, но и к появлению ряда нежелательных эффектов, влияние части которых может быть нивелировано путем использования анизотропных нанокристаллов.
В частности, квантовые стержни могут применяться в качестве активной среды для генерации лазерного излучения. С одной стороны, высокая фотостабильность и настраиваемая длина волны люминесценции делает среды на основе квантовых точек крайне перспективными для создания источников лазерного излучения на их основе. С другой стороны, усиление кулоновского взаимодействия между электроном и дыркой и, как следствие, увеличение скорости безызлучательной Оже-рекомбинации носителей при уменьшении размеров нанокристалла делает квантовые точки неэффективными источниками лазерного излучения [129] с высоким порогом генерации. Для преодоления этого порога требуются настолько высокие мощности возбуждающего излучения, что, даже несмотря на высокую фотостабильность, образец в режиме генерации лазерного излучения в вакууме деградирует за 30 минут [130]. Одним из путей решения проблемы является использование квантовых стержней. Вытянутая форма да-