Фотопроцессы, индуцированные лазерным излучением в растворах и пленках наночастиц CdSe/ZnS

• Автор: Захарченко, Кирилл Викторович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общие сведения о наноструктурах

1.2. Эффект размерного квантования

1.2.1. Особенности энергетических спектров наноструктур

1.2.2. Энергетический спектр электронов и дырок в сферических полупроводниковых наночастииах.

1.2.3. Оптические свойства сферических наночастиц

1.3. Наночастицы Сбве/гпв, их получение и фотофизические свойства

1.3.1. Получение наночастиц Сй8е/7п8. Влияние оболочки 2п8 на свойства наночастиц

1.3.2. Уровни энергии наночастиц Сйве/їпЗ: поправки к модели «частица-в-сфере». Фотофизические свойства ансамблей невзаимодействующих наночастиц

1.4. Конденсаты наночастиц СбвеДпв, их получение и фотофизические свойства

1.4.1. Методы получения конденсатов наночастиц Сйве/гпв
1.4.2. Фотофизические свойства пленок наночастиц Сйве
1.5.0бласти применения наночастиц Сй8е и СйвеЖпв
1.6. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методика лазерной флюориметрии для исследования наночастиц СбБеЖпв
2.1.1. Лазерный флюориметр
2.1.2. Методика определения квантового выхода люминесценции
2.2 Методика регистрации люминесцентных изображений
2.3. Исследуемые образцы. Методика получения пленок с высокой концентрацией наночастиц
2.4. Методика лазерной интерферометрии для определения толщины пленок наночастиц....
ГЛАВА 3. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ НАНОЧАСТИЦ СЗБе/гпБ В РАСТВОРЕ
3.1. Спектры поглощения наночастиц СбвеЖпв в растворе
3.2. Спектры люминесценции наночастиц в растворе при лазерном возбуждении на первый уровень размерного квантования
3.3. Анализ возможных механизмов формирования коротковолнового крыла в спектрах люминесценции наночастиц
3.4. Зависимость люминесценции наночастиц размером 4 нм в растворе от плотности потока возбуждающего излучения
3.5. Механизм формирования коротковолнового крыла за счет селективного возбуждения наночастиц лазерным излучением
3.6. Спектры люминесценции наночастиц в растворе при возбуждении во второй максимум спектра поглощения
3.7. Антистоксова люминесценция наночастиц размером 3.2 нм
3.7.1. Зависимость антистоксовой люминесценции от плотности потока возбуждающего излучения
3.7.2. Зависимость антистоксовой люминесценции от концентрации наночастиц
3.7.3. Зависимость антистоксовой люминесценции от температуры
ГЛАВА 4. ФОТОПРОЦЕССЫ В ПЛЕНКАХ НАНОЧАСТИЦ СЗБе/гпБ РАЗМЕРОМ 3.2 НМ И 4 НМ
4.1. Поглощение и люминесценция пленок наночастиц размером 4 нм.
4.2. Люминесценция пленок наночастиц различной толщины

4.3. Зависимость люминесценции пленок наночастиц размером 4 нм от плотности потока возбуждающего излучения
4.4. Люминесценция пленок с высокой концентрацией наночастиц размером 3.2 нм
4.5. Режимы воздействия мощного лазерного излучения на пленки с высокой концентрацией наночастиц
ГЛАВА 5. ПОРОШКОВЫЕ ЛЮМИНОФОРЫ, АКТИВИРОВАННЫЕ НАНОЧАСТИЦАМИ СйБе/гпБ
5.1. Методика приготовления люминесцентных порошков, активированных наночастицами СйЭе/гпЭ
5.2. Люминесценция порошковых люминофоров, активированных наночастицами Сйве/гпв
5.3. Применение разработанных порошковых люминофоров для выявления скрытых следов пальцев рук
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОТПЕЧАТКОВ ПАЛЬЦЕВ, ОБРАБОТАННЫХ ПОРОШКАМИ, АКТИВИРОВАННЫМИ НАНОЧАСТИЦАМИ Сс1Бе/гпБ

Большой интерес к исследованию полупроводниковых наночастиц, или квантовых точек, СёБе и СбБе/гпБ связан с их уникальными свойствами, определяемыми эффектом размерного ограничения носителей [1]. В настоящее время существуют технологии получения монодисперсных ансамблей наночастиц Сб8е/2п8. Показано, что наночастицы являются перспективным материалом для создания флюоресцентных меток и сенсоров, способных конкурировать с традиционными органическими красителями.
Вместе с тем возрастает интерес к исследованию конденсатов наночастиц СбБе/гпБ. С точки зрения фундаментальной науки, пленки наночастиц представляют собой твердые тела из искусственных атомов, и изучение их свойств является интересной и актуальной задачей. Кроме того, создание пленок наночастиц открывает перспективы разработки перестраиваемых лазеров, новых оптоэлектронных приборов для различных областей науки и техники.
Несмотря на довольно большое число работ, посвященных исследованию наночастиц СбБе/^пБ в растворе и в конденсированном состоянии, на сегодняшний день остается нерешенным ряд важных задач. Во-первых, остается открытым вопрос о создании стабильных пленок с предельно высокими концентрациями наночастиц, в которых сохраняется эффект размерного квантования. Основная трудность в этом направлении состоит в наличии на поверхности наночастиц слоев органических веществ, которые, с одной стороны, препятствуют их агрегации, но, с другой стороны, делают невозможным достижение предельно высоких концентраций в пленках.
Во-вторых, слабо изучены нелинейно-оптические свойства, и, вообще, механизмы взаимодействия мощного лазерного излучения с растворами и пленками наночастиц СсШе/гиБ. Вместе с тем понимание режимов взаимодействия мощного излучения с квантовыми точками необходимо для разработки новых лазеров на основе наночастиц СсШе/гиБ.

Формулы (2.2) рассчитаны для интерференции слабо расходящихся пучков. В наших экспериментах образец находился в области перетяжки пучка лазера на парах меди, поэтому расходимость излучения была мала. В процессе работы регистрировалась интерференция лучей, распространяющихся в пределах телесных углов, не превышающих 10'4 стерадиан, что позволяет применять формулы (2.2) для анализа интерференционных картин.
В рамках данного подхода расстояние между интерференционными полосами не зависит от порядка интерференции и составляет
Толщины подложек Э, определенные из формулы (2.3), составили (140 ± 15) мкм, что совпало с величинами, полученными при непосредственном измерении микрометром.
Для непосредственного расчета толщины пленок использовалось отношение углового смещения интерференционных полос после испарения пленок
Д0Пленки к угловому расстоянию между соседними максимумами Д0>, которое соответствует изменению оптической разности хода между лучами на Я:
Показатель преломления пленок определялся путем анализа их пропускания и отражения на длине волны 510 нм. Схема измерения пропускания и отражения представлена на рис. 2.12а и 2
(2.3).
(2.4)