Спектрально-кинетические проявления взаимодействия квантовых точек между собой и с органическими молекулами

• Автор: Адрианов, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Спектрально-люминесцентные и фотофизические свойства квантовых точек, их самоорганизация и взаимодействие с органическими молекулами (обзор литературы)

1.1. Общие понятия о квантовых точках

1.1.1. Квантовые точки

1.1.2. Синтез

1.1.3. Применение

1.1.4. Фотофизические свойства КТ

1.2. Взаимодействие КТ с молекулами

1.2.1. Типы связывания КТ с органическими молекулами

1.2.2. Фотофизические проявления взаимодействия КТ с молекулами

1.3. Самоорганизация КТ
1.3.1. Перенос энергии в самоорганизованных ансамблях наночастиц
1.3.2. Самоорганизация коллоидных частиц
1.3.3. Самоорганизация наночастиц на границах раздела фаз
1.3.4. Самоорганизация при испарении растворов
1.3.5. Моделирование процессов самоорганизации
1.3.6. Об управлении самоорганизацией с использованием шаблона
1.4 Влияние освещения на спектрально-люминесцентные свойства КТ
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Характеризация объектов
2.2. Приготовления образцов
2.3. Описание используемых приборов
2.3.1 Спектрофлуориметр
2.3.2. Спектрофотометр
2.3.3 Лазерный сканирующий люминесцентный микроскоп
2.3.4. Конфокальный люминесцентный сканирующий микроскоп
Глава 3. Спектрально-люминесцентное проявления взаимодействия квантовых точек с простыми органическими молекулами
3.1. Динамика спектрально-люминесцентных свойств квантовых точек СбЭе/Хпв в гидрофобных растворителях
3.1.1. Объекты и методы исследования
3.1.2. Результаты и обсуждение
3.2. Фотофизические проявления взаимодействия квантовых точек с молекулами орто-фенантролина
3.2.1. Условия проведения эксперимента
3.2.2. Результаты, полученные для КТ с диаметрами 2.5 нм и 3.4 нм
3.2.3. Проявления взаимодействия КТ6=2.5 нм с ОФ в кинетике люминесценции КТ
3.2.4. Результаты, полученные для КТ с диаметром 3.5 нм и 5 нм
3.2.5. Результаты, полученные для смеси КТ с разным диаметром 2.5 нм и 3.5 нм

3.3. Модель тушения люминесценции КТ при взаимодействии с орто-фенантролином
3.4. Основные результаты и выводы по главе
Глава 4. Самоорганизация квантовых точек на гидрофобной и гидрофильной поверхностях
4.1. Анализ морфологии самоорганизованных структур с помощью конфокального микроскопа
4.1.1. Формальная классификация типов структур
4.2. Особенности формирования структур в зависимости от размера и типа КТ, типа подложки и скорости испарения
4.2.1. Влияние типа подложки
4.2.2. Влияние скорости испарения
4.2.3. Влияние концентрации КТ
4.2.4. Влияние типа КТ на самоорганизацию
4.3. Основные результаты и выводы по главе
Глава 5. Спектральное исследование самоорганизованных структур на основе КТ
5.1. Методика измерений спектров поглощения на конфокальном микроскопе
5.2. Концентрация КТ в самоорганизованных структурах
5.2.1. Спектры поглощения дендритных структур
5.2.2. Спектры поглощения для линии края
5.2.3. Морфология структур, получаемых при отсутствии КТ
5.3. Размерная сепарация КТ в самоорганизованных структурах
5.3.1. Дендритные структуры
5.3.2. О механизме встраивания КТ в дендриты
5.3.3. Недендритные структуры
5.3.4. Смешанные системы
5.3.5. Линия края
5.4. Кинетика люминесценции КТ в самоорганизованных структурах
5.4.1. Кинетика люминесценции для раствора и агрегатов КТ в сухом слое
5.4.2. Кинетика люминесценции для линии края
5.4.3. Дендритные структуры
5.4.4: Случай оболочечных КТ
5.5. Фотоиндуцированные изменения спектрально-люминесцентных свойств КТ в
самоорганизованных структурах
5.5.1. Фотодеструкция КТ в самоорганизованных структурах
5.5.2. Фотоиндуцированное изменение выхода люминесценции самоорганизованных структур КТ
5.6. Основные результаты и выводы по главе
Заключение и выводы
Список цитируемой литературы

Введение
Исследования, проводимые в рамках диссертационной работы, относятся к области нанотехнологий, приоритетному направлению в науке и технике; как в России, так. и за рубежом, в, частности, к области нанофотоники, науке об. оптических характеристиках материалов, построенных из частиц наноразмерных масштабов: Очевидно, что
результаты, полученные в области нанофотоники, могут стать основой; для будущих, информационных технологий; поскольку они. позволят создавать информационные системы из элементов более миниатюрных и работающих на более высоких-частотах, чем используемые сегодня. В. настоящее время, создание нового поколения элементной, базы, фотоникши оптоэлектроники с качественно улучшенными функциональными параметрами5 основывается в большой- степени на, использовании, различных наноразмерных и., наноструктурированных материалов с требуемыми свойствами.
Квантовые точки (КТ) являются уникальным объектом современной наноиндустрии. Они уже нашли своё применение в оптоэлектронике - лазеры с активным веществом, на основе- квантовых точек, одноэлектронные транзисторы; в экологии. - сенсоры-. В биологии и медицине преимущества КТ над органическими красителями позволяют им успешно, конкурировать с органическими красителями. Одним- из- применений- КТ являются кодированные, люминесцентные метки. Вместе с тем, многие свойства КТ еще недостаточно изучены: стабильность- спектрально-люминесцентных характеристик, механизмы. тушения люминесценции, мерцание, взаимодействие между собой и т.д.
Создание- надмолекулярных гибридных структур с управляемыми-спектрально-люминесцентными свойствами на основе КТ может как существенно повысить эффективность, использования КТ во многих приложениях (например, повысить чувствительность сенсоров), так и создать основы для качественно новых возможностей их практического

СйЗе/СбЗ/пБ, пассивированных пептидом, с хлорином еб и бенгальской розой. Авторы подчеркивают, что экспериментальную кривую затухания ' люминесценции данных КТ удается аппроксимировать только
трехэкспоненциальной зависимостью с характерными временами т, ~ 1-4 не, %2 -12-17 не, тз — 49-73 не. Связывание КТ с молекулами красителя бенгальской' розы приводило к сокращению всех трех компонент и перераспределению вкладов этих компонент в общую люминесценцию КТ. В этом; случае, как и в большинстве других работ, в большей степени сокращалась короткоживущая компонента, а ее вклад возрастал с 58% до 90%. При- образовании комплексов КТ/хлорин еб с соотношением 26 молекул хлорина' на 1 КТ наблюдалось аномальное изменение времени жизни люминесценции КТ: время жизни короткоживущей компоненты
увеличивалось вдва раза, а долгоживущей — почтищ три раза (с 50 не до 145 { не). В этом1 случае наблюдалось сокращение только времени средней
компоненты: с -12 не до-~8 не. На основании этого факта авторы,указанной работы связывают именно сокращение средней компоненты с внутрикомплексным переносом энергии.
1 В ряде работ анализ кинетики, люминесценции квантовых точек в
комплексе КТ с молекулами используется для оценки, эффективности переноса энергии. В случае неполного тушения > люминесценции КТ в комплексе анализ кинетики люминесценции квантовых точек позволяет не только исследовать зависимость сокращения'времени жизни люминесценции КГ от числа молекул, связанных с КТ, но и оценить эффективность внутрикомплексного безызлучательного переноса энергии. Кинетический анализ люминесценции КТ дает еще один способ независимой оценки эффективности внутрикомплексного переноса энергии по экспериментальным данным. Следует заметить, что единый подход при 1 анализе кинетики люминесценции КТ в. комплексах с' органическими
молекулами отсутствует.