Фотофизические процессы в гибридных ассоциатах коллоидных квантовых точек CdS с молекулами метиленового голубого

• Автор: Шатских, Тамара Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАХ ГИБРИДНЫХ АССОЦИАТОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК с МОЛЕКУЛАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ: АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1 Оптические свойства коллоидных квантовых точек CdS и их размерные зависимости

1.1Л Размерный эффект в оптических свойствах полупроводниковых квантовых точек

1.2 Особенности построения и оптические свойства гибридных ассоциатов полупроводниковых коллоидных квантовых точек соединений группы А2В6 с органическими молекулами и их назначение

1.2.1 Принципы построения гибридных ассоциатов

1.2.2 Спектральные проявления гибридной ассоциации

1.2.3 Фотофизические и фотохимические процессы в гибридных ассоциатах и их спектральные проявления
1.2.4 Некоторые приложения ассоциатов полупроводниковых коллоидных квантовых точек с органическими молекулами
1.3 Обзор спектральных свойств красителя метиленового голубого
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ СИНТЕЗА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ И ИССЛЕДОВАНИЙ. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА
2.1 Методики синтеза экспериментальных образцов коллоидных квантовых точек CdS
2.2 Структурные свойства ансамблей коллоидных квантовых точек CdS.
2.3 Методика гибридной ассоциации коллоидных квантовых точек CdS с
молекулами метиленового голубого
2.4 Абсорбционные методики исследования проявлений гибридной ассоциации полупроводниковых квантовых точек с молекулами метиленового голубого
2.4.1 Техника измерения электронных спектров поглощения гибридных ассоциатов и их отдельных компонентов
2.4.2 Исследование взаимодействий, обеспечивающих гибридную ассоциацию метиленового голубого с коллоидными квантовыми точками CdS по ИК спектрам
2.5 Люминесцентные методики исследования
2.5.1 Аппаратура для измерения спектров фотолюминесценции
2.5.2 Техника измерения времени жизни люминесценции
2.5.3 Техника Z-сканирования
ГЛАВА 3. СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГИБРИДНОЙ АССОЦИАЦИИ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК CdS С МОЛЕКУЛАМИ МЕТИЛЕНОВОГО ГОЛУБОГО

3.1. Оптические свойства исходных компонентов гибридных ассоциатов
3.1.1 Спектральные проявления размерного эффекта в спектрах оптического поглощения и люминесценции коллоидных квантовых точек СбБ
3.1.2 Спектральные свойства метиленового голубого в различном окружении
3.2 Спектральные свойства смесей коллоидных квантовых точек СбБ с молекулами метиленового голубого в желатине
3.2.1 Анализ спектров оптического поглощения
3.2.2 Люминесцентные свойства смесей коллоидных квантовых точек СбБ с молекулами метиленового голубого
3.3 Обсуждение полученных результатов
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК СбБ С МОЛЕКУДАМИ МЕТИЛЕНОВОГО ГОЛУБОГО ПО ИК СПЕКТРАМ
4.1 Анализ экспериментальных ИК спектров метиленового голубого в виде кристаллогидрата, в газовой фазе и в растворах
4.1.1 ИК спектры гидратов метиленового голубого
4.1.2 ИК спектры газовой фазы метиленового голубого
4.1.3 ИК спектры водных растворов метиленового голубого
4.2 Проявления взаимодействия коллоидных квантовых точек СбБ с молекулами метиленового голубого в ИК спектрах
ГЛАВА 5. ФОТОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГИБРИДНЫХ АССОЦИАТАХ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК СбБ С МОЛЕКУЛАМИ МЕТИЛЕНОВОГО ГОЛУБОГО
5.1 Эмпирическое обоснование схемы фотофизических процессов в гибридных ассоциатах коллоидных квантовых точек СбБ с молекулами метиленового голубого
5.2 Фотосенсибилизация процесса продуцирования синглетного кислорода гибридными ассоциатами метиленового голубого и квантовых точек СбБ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
Quantum Dot (QD) - квантовая точка
ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия
ФДТ - фотодинамическая терапия
БАМ - биологически активные молекулы
ФСВЛ - фотостимулированная вспышка люминесценции
MB - краситель метиленовый голубой
MB' - катион метиленового голубого
МВН° - бесцветная лейко-форма метиленового голубого
MB0' - нейтральный семихинон
МВН2^ - протонированный дикатион метиленового голубого R - радиус квантовой точки
- запрещенная зона массивного кристалла
Ef - значения эффективной ширины запрещенной зоны для QD
ВТМОС - высокотемпературный мсталлорганический синтез
ТОРО - триоктилфосфидоксид
ПАВ - поверхностно-активные вещества
ЗГТ - золь-гель техника
(D-h) - переход «донорная примесь - зона проводимости»
(е-А) - переход «валентная зона - акцепторная примесь»
(D-А) - донорно-акцепторныс пары
RET- резонансный перенос энергии
РЕТ - фотоиндуцированный перенос носителей заряда
LRET - люминесцентный резонансный перенос энергии

каналы безызлучательного RET спектрально различимы и можно даже определить эффективность переноса энергии от каждого донора [13,15].
Безызлучательная дезактивация с переносом заряда предполагает конкретное взаимодействие молекул донора и акцептора [15,33-41]. В области перекрывания орбиталей электроны в равной мере принадлежат обеим молекулам. Поэтому возбужденный электрон донора может перейти в молекулу акцептора. Для перехода заряда не обязательно превышение энергии молекул доноров над молекулами акцептора. В литературе достаточно редко встречаются модели взаимодействия компонентов гибридных ассоциатов, основанные на фотоиндуцированном переносе электрона. Это, по-видимому, обусловлено особенностями получения QDs, покрытых различными оболочками, что препятствует прямому контакту QDs с органическим соединением.
В работе [35] рассмотрены фотоиндуцированные релаксационные процессы в комплексах на основе QDs CdSe и органических молекул. В частности для систем CdSc/ZnS-молекула диазаперилена наблюдали как тушение QDs, так и тушение органической молекулы (при возбуждении в его полосах поглощения). Тушение люминесценции QDs связывали с эффективным переносом дырки из валентной зоны QDs на высшую заполненную молекулярную орбиталь органической молекулы. Тушение люминесценции диазаперилена объясняли фотоиндуцированным переносом электрона с его нижней вакантной молекулярной орбитали в зону проводимости QDs. Донорные свойства перилена найдены также при сопряжении с ТЮ2 [37]. В этом случае наблюдали перенос электрона с первого возбужденного состояния молекулы, имеющего высокий окислительный потенциал, в зону проводимости полупроводника.
Для гибридных ассоциатов органических молекул с QDs характерно также наличие переноса заряда или энергии одновременно [33,36]. Так, в [33] сделано заключение о том, что для QDs CdTe, сопряженных с молекулами метиленового голубого, тушение люминесценции происходит за счет переноса заряда. Безызлучательный RET признается лишь как вероятный канал передачи возбуждения, только для таких размеров QDs CdTe если перекрывание спектра