Влияние примесей и молекулярного окружения на оптические свойства квантовых точек селенида кадмия

• Автор: Целиков, Глеб Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Оглавление
Список используемых сокращений и обозначений
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Влияние квантово-размерного эффекта на оптические свойства квантовых точек селенида кадмия
1.1.1 Энергетический спектр КТ Сб8е
1.1.2. Влияние поверхностных дефектов на фотолюминесцентные свойства КТ Сс18е
1.1.3. Температурная зависимость времени жизни экситонного состояния в КТ Сб8е. Светлые и тёмные экситоны
1.1.4. Особенности ФЛ свойств КТ Сб8е. Неоднородное уширение. Зависимость положения пика ФЛ от длины волны возбуждения
1.1.5. Эффекты фотоиндуцированного просветления, оптического усиления и лазерной генерации в КТ Сбве
1.2. Люминесцентные свойства квантовых точек селенида кадмия, внедренных в аморфные и жидкокристаллические полимерные матрицы
1.2.1. Влияние процессов переноса энергии по ансамблю квантовых точек селенида кадмия в полимерной матрице
1.2.2. Модификация спектра фотолюминесценции нанокомпозитных структур на основе КТ Сбве при использовании в качестве матрицы холестерического ЖК полимера
1.3. Влияние примесей металлов на оптические свойства квантовых точек селенида кадмия
1.3.1. Особенности структурных и фотолюминесцентных свойств квантовых точек селенида кадмия с примесью меди
1.4. Выводы из обзора литературы
Глава 2. Методика эксперимента и исследуемые образцы
2.1. Методика эксперимента
2.1.1. Экспериментальная установка по снятию спектров и кинетик, а также измерению квантового выхода фотолюминесценции
2.1.2. Экспериментальная установка по снятию спектров нелинейного пропускания света
2.2. Исследуемые образцы
2.2.1. Коллоидные КТ Сб8е, Сс1(Си)8е, Сб(Ег)8е
2.2.2. Полимерные ЖК нанокомпозитные системы на основе КТ Сб8е
2.2.3. КТ Сб8е в матрице окисленного мезопористого кремния
Глава 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
§3.1. Исследование оптического поглощения и фотолюминесценции суспензий квантовых точек Cd.Se
§3.1.1. Спектры поглощения и фотолюминесценции
§3.1.2. Зависимость положения максимума спектра фотолюминесценции от энергии возбуждающего света
§3.1.3. Кинетики фотолюминесценции
§3.2. Исследование фотолюминесцентных свойств квантовых точек Сс18е,
иммобилизованных в матрице окисленного мезопористого кремния
§3.2.1. Спектры фотолюминесценции
§3.2.2. Кинетики фотолюминесценции
§3.2.3. Зависимость положения максимума спектра фотолюминесценции от
энергии возбуждающего света
§3.3. Эффект фотоиндуцированного просветления в коллоидных квантовых точках

§3.4. Исследование оптических свойств квантовых точек Сс18е, легированных
примесями металлов
§3.4.1. Исследование фотолюминесцентных свойств квантовых точек Сбве,
легированных медью
§3.4.2. Исследование оптических свойств квантовых точек Сбве, легированных
эрбием
§3.5. Исследование влияния полимерной жидкокристаллической матрицы на
оптические свойства нанокомпозитных систем на основе квантовых точек Сс18с
§3.5.1. Исследование фотолюминесцентных свойств квантовых точек Сбве, внедренных в полимерную жидкокристаллическую матрицу типа
смектик
§3.5.2. Исследование эффекта фотоиндуцированного просветления квантовых точек Сбве, внедренных в полимерную жидкокристаллическую матрицу типа
смектик
§3.5.3. Исследование эффекта фотоиндуцированного просветления квантовых точек Сб8е, внедренных в полимерную жидкокристаллическую матрицу типа
нематик
§3.5.4. Исследование фотолюминесцентных свойств квантовых точек Сёве, внедренных в полимерную жидкокристаллическую матрицу типа холестерик
Заключение
Список литературы

Список используемых сокращений и обозначений
• КТ - квантовая точка
• ЖК - жидкокристаллический
• ФЛ - фотолюминесценция
• ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия
• УКИ - ультракороткий импульс
• ЭД - электронно-дырочный
• ПЭГ- полиэтиленгликоль
• ФК - фотонный кристалл
• ФЗЗ - фотонная запретная зона
• УФ - ультрафиолетовый
• ИК - инфракрасный
• ХАИББ - рентгеновская спектроскопия
• ХКП - рентгеновская дифракция
• ФЭУ - фотоэлектронный умножитель
• ПГС - параметрический генератор света
• У1т - нормированные шаровые функции
• / - момент количества движения,
• т - проекция момента количества движения на некоторое направление,
• Эу- функция Бесселя
• Я - радиус нанокристалла
• Я - средний радиус нанокристаллов
• Б'ё - ширина запрещенной зоны, связанной с ной валентной подзоной
• /, ‘ усредненные по поляризациям силы осцилляторов,
е И ^
• п1п и п1/ п - числа заполнения уровней
• И - константа, пропорциональная квадрату модуля матричного
элемента дипольного момента
• N - Полное число электронно-дырочных (ЭД) пар в нанокристалле

Было рассчитано, что в случае больших КТ (диаметр ~ 3 нм) увеличение концентрации КТ в системе до 50% не вызывает появления делокализованных состояний и не приводит к появлению концентрационных оптических эффектов в системе плотноупакованных КТ Сс18е [57]. В случае же КТ меньшего размера при расстоянии между КТ порядка 1 нм, что далеко от плотной упаковки, было обнаружено, что 75% электронных состояний делокализуются на расстоянии Ь, удовлетворяющему условию 211/1, < 0.6 [53].
1.2.2. Модификация спектра фотолюминесценции
нанокомпозитных структур на основе КТ С(18е при использовании в
качестве матрицы холестерического ЖК полимера
Холестерические материалы с примесью флуоресцентных компонентов в последнее время стали объектом интереса учёных после обнаружения в таких системах уникальных оптических свойств [58-66]. Дело в том, что холестерический ЖК - материал может быть рассмотрен как одномерный фотонный кристалл (ФК) с фотонной запрещенной зоной (ФЗЗ), положение которой зависит как от шага спирали (Р), так и от эффективного коэффициента преломления (иэфф) :
/^макс МэффР * (8)
При этом шагом спирали можно управлять, подвергая ЖК-материал ультрафиолетовому (УФ) освещению [67-72]. В работе [73] было показано, что меняя длительность УФ освещения холестерической ЖК - структуры с внедренными в неё молекулами органического красителя, можно менять интенсивность и степень циркулярной поляризации ФЛ красителей, характеризующуюся фактором диссиметрии gc:
Ое = 2(Д-/й)/(Д+/д), (9)