УДК539.26+535.34+535.37+620.179.152.1

САМООРГАНИЗАЦИЯ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК СУЛЬФИДА СВИНЦА В СУПЕРСТРУКТУРЫ

Ушакова Е. В., Голубков В. В., Осколков Е. О., Литвин А. П., Парфенов П. С., Баранов А. В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - Русский


Аннотация
Методом рентгеновского структурного анализа (рассеяние рентгеновского излучения под малыми углами) показано, что структуры, полученные в результате самоорганизации на подложке квантовых точек сульфида свинца, представляют собой упорядоченные массивы. Самоорганизация квантовых точек происходит при медленном испарении растворителя из кюветы. Кювета представляет собой тонкий слой слюды с приклеенным на нее тефлоновым кольцом. По положению пиков рассеяния на дифрактограмме была рассчитана кристаллическая структура полученных упорядоченных структур. Такие структуры обладают ромбической сингонией с примитивной кристаллической решеткой. Вычисленные параметры решетки: a = 21,1 нм; b = 36,2 нм; c = 62,5 нм. Размеры структур составили десятки микрометров. Исследованы спектральные свойства полученных суперструктур из квантовых точек сульфида свинца и кинетические параметры их люминесценции. Полоса поглощения суперструктур уширена по сравнению с полосой поглощения квантовых точек в растворе, полоса люминесценции немного смещена в красную область спектра, при этом ширина полосы практически не изменилась. Время затухания люминесценции полученных структур значительно уменьшилось по сравнению с изолированными квантовыми точками в растворе, но совпадает для плотно упакованных ансамблей квантовых точек сульфида свинца. Такие суперструктуры могут быть использованы для создания элементов солнечных батарей с улучшенными параметрами.

Ключевые слова: квантовая точка, сульфид свинца, самоорганизация, суперкристалл, рентгеновский структурный анализ

Список литературы
1. Федоров А.В., Баранов А.В. Оптика квантовых точек // Оптика наноструктур / Под ред. А.В. Федорова. СПб.: Недра. 2005. 326 с.
2. Collier C.P., Vossmeyer T., Heath J.R. Nanocrystal superlattices // Annual Review of Physical Chemistry. 1998. V. 49. N 1. P. 371–404.
3. Algar W.R., Tavares A.J., Krull U.J. Beyond labels: a review of the application of quantum dots as integrated components of assays, bioprobes, and biosensors utilizing optical transduction // Analytica Chimica Acta. 2010. V. 673. N 1. P. 1–25.
4. Giansante C., Carbone L., Giannini C., Altamura D., Ameer Z. et al. Colloidal arenethiolate-capped PbS quantum dots: optoelectronic properties, self-assembly, and application in solution-cast photovoltaics // The Journal of Physical Chemistry C. 2013. V. 117. N 25. P. 13305–13317.
5. Ushakova E.V., Litvin A.P., Parfenov P.S., Fedorov A.V., Artemyev M., Prudnikau A.V., Rukhlenko I.D., Baranov A.V. Anomalous size-dependent decay of low-energy luminescence from PbS quantum dots in colloidal solution // ACS Nano. 2012. V. 6. N 10. P. 8913–8921.
6. Scheele M., Hanifi D., Zherebetsky D., Chourou S.T., Axnanda S. et al. PbS nanoparticles capped with tetrathiafulvalenetetracarboxylate: utilizing energy level alignment for efficient carrier transport // ACS Nano. 2014. V. 8. N 3. P. 2532–2540. doi: 10.1021/nn406127s
7. Quan Z., Xu H., Wang C., Wen X., Wang Y. et al. Solvent-mediated self-assembly of nanocube superlattices // Journal of the American Chemical Society. 2014. V. 136. N 4. P. 1352–1359.
8. Small Angle X-Ray Scattering. Eds. Glatter O., Kratky O. NY-London: Academic Press, 1982. 515 p.
9. Parfenov P.S., Baranov A.V., Veniaminov A.V., Orlova A.O. A complex for the fluorescence analysis of macro-and microsamples in the near-infrared // Journal of Optical Technology. 2011. V. 78. N 2. P. 120–123.
10. Parfenov P.S., Litvin A.P., Baranov A.V., Ushakova E.V., Fedorov A.V., Prudnikov A.V., Artemyev M.V. Measurement of the luminescence decay times of PbS quantum dots in the near-IR spectral range // Optics and Spectroscopy. 2012. V. 112. N 6. P. 868–873.
11. Parfenov P.S., Litvin A.P., Baranov A.V., Veniaminov A.V., Ushakova E.V. Calibration of the spectral sensitivity of instruments for the near infrared region // Journal of Applied Spectroscopy. 2011. V. 78. N 3. P. 433–439.
12. de Mello Donegá C., Liljeroth P., Vanmaekelbergh D. Physicochemical evaluation of the hot-injection method, a synthesis route for monodisperse nanocrystals // Small. 2005. V. 1. N 12. P. 1152–1162.
13. Ушакова Е.В., Голубков В.В., Литвин А.П., Парфенов П.С., Баранов А.В. Самоорганизация квантовых точек сульфида свинца разного размера // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 6 (86). C. 127–132.
14. Litvin A.P., Parfenov P.S., Ushakova E.V., Fedorov A.V., Artemyev M.V., Prudnikov A.V., Golubkov V.V., Baranov A.V. PbS quantum dots in a porous matrix: optical characterization // The Journal of Physical Chemistry C. 2013. V. 117. N 23. P. 12318–12324.
15. Baimuratov A.S., Rukhlenko I.D., Fedorov A.V. Engineering band structure in nanoscale quantum-dot supercrystals // Optics Letters. 2013. V. 38. N 13. P. 2259–2261.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика