Особенности эволюции фотовозбуждений в квантовых точках халькогенидов кадмия и свинца

• Автор: Ушакова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие понятия о квантовых точках

1.2. Обзор экспериментальных методов исследования фотофизических свойств квантовых точек
ГЛАВА 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ФОТОВОЗБУЖДЕНИЙ В КВАНТОВЫХ ТОЧКАХ CdSe/ZnS В ГИБРИДНЫХ СТРУКТУРАХ КТ/МОЛЕКУЛА

2.1. Используемые материалы и методы исследования

2.2. Фотодиссоциация комплекса CdSe/ZnS квантовая точка/ органическая молекула ПАН

2.3. Использование комплекса CdSe/ZnS КТ/молекула ПАН в качестве сенсора ионов кобальта в водном растворе

2.4. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭФФЕКТ МЕРЦАНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК ХАЛЬКОГЕНИДОВ КАДМИЯ
3.1. Используемые методы и материалы исследования
3.2. Эффект мерцания CdTe квантовых точек
3.3. Эффект мерцания CdSe/ZnS квантовых точек
3.4. Анализ распределения временных интервалов для “on” и “off’ состояний мерцающих квантовых точек
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ФОТОВОЗБУЖДЕНИЙ В СИСТЕМАХ ИЗОЛИРОВАННЫХ И ПЛОТНОУПАКОВАННЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК СУЛЬФИДА СВИНЦА

4.1. Используемые методы и материалы исследования
4.2. Размерная зависимость низкоэнергетических оптических переходов
квантовых точек РЬБ
4.3. Размерная зависимость времени затухания люминесценции квантовых точек РЬБ в растворе
4.4. Затухание люминесценции и перенос энергии в системах
плотноупакованных квантовых точек РЬБ
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы
Исследования, проведенные в данной диссертационной работе, относятся к актуальной области развития нанотехнологий и соответствуют приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации — «Индустрия наносистем» и критическим технологиям - «Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии; технологии диагностики наноматериалов и наноустройств». Создание нового поколения функциональных элементов фотоники и оптоэлектроники с качественно улучшенными эксплуатационными параметрами основывается в большой степени па использовании различных наноразмерных и наноструктурированных материалов с требуемыми свойствами. Во многих случаях в качестве элементарных «строительных блоков» при формировании таких материалов рассматриваются полупроводниковые нанокристаллы - квантовые точки, КТ. Благодаря эффектам размерного квантования оказывается возможным целенаправленно управлять оптическими и электрическими параметрами квантовых точек, что открывает возможности создания на их основе наноструктурированных материалов с уникальными оптическими и электрическими свойствами, недостижимыми для объемных материалов. Квантовые точки уже нашли своё применение в оптоэлектронике, где, в частности, разработаны эффективные лазеры с активной средой на основе квантовых точек. В настоящее время рассматриваются возможности использования квантовых точек в качестве кубитов для квантовых вычислений и криптографии, интенсивно исследуются возможности использования квантовых точек для создания различных сенсорных систем для экологических и биологических применений, создания кодированных люминесцентных меток, а также фотовольтаических элементов для солнечной энергетики. Для реализации представляющихся возможностей практического использования квантовых точек необходимым условием является получение надежной информации о характерных временах и о механизмах эволюции

ГЛАВА 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ФОТОВОЗБУЖДЕНИЙ В
КВАНТОВЫХ ТОЧКАХ В ГИБРИДНЫХ СТРУКТУРАХ
КТ/МОЛЕКУЛА
Оптические свойства квантовых точек на основе халькогенидов кадмия Сс18е(8,Те) достаточно хорошо известны, поэтому для них наиболее актуальными являются исследования эффектов, обусловливающих или препятствующих их использованию в различных приложениях. В частности, это относится к исследованию переноса энергии фотовозбуждения от квантовых точек к различным молекулярным компонентам гибридных структур КТ/молекула. Широкий спектр поглощения с большим коэффициентом поглощения, высокий квантовый выход люминесценции и хорошая фотостабильность КТ привели к тому, что системы на их основе нашли применение в качестве люминесцентных и абсорбционных меток в биомедицине [38, 39]. На основе гибридных структур КТ/органическая молекула с переносом энергии фотовозбуждепия предполагается создание высокочувствительных люминесцентных сенсоров. Так в работе [40] были исследованы механизмы переноса энергии между КТ и специфическими белками и показана возможность создания сенсора на основе данных комплексов для детектирования малого количества сахара в анализируемой пробе. Эффект переноса энергии очень важен при анализе конформационных изменений в результате сложных процессов внутри живых клеток [41].
При исследовании люминесценции систем, содержащих нанокристаллы, а также при практическом использовании люминесцентных устройств на их основе, например в качестве сенсоров, для возбуждения люминесценции используется достаточно интенсивное оптическое излучение. Поэтому важным становится ответ на вопрос о влиянии лазерного излучения па параметры люминесценции КТ. Так, например, в работе [42] было показано наличие фотоиндуцированных релаксационных процессов в комплексах КТ/органическая молекула. Влияние возбуждающего излучения на свойства наноструктур было продемонстрировано