Реферат: Ов, стимулированных мощным лазерным излучением уф и видимого диапазона в пленках квантовых точек, полученных методом осаждения из сильно неравновесных растворов

М.В. АРТЕМЬЕВ2, С.В. ДАЙНЕКО1, К.В. ЗАХАРЧЕНКО1, В.И. КРАСОВСКИЙ3, В.А. ОЛЕЙНИКОВ4, А.А. ЧИСТЯКОВ1

1Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

2Институт физико-химических проблем БГУ, Минск, Беларусь

3Научная организация "Центp лазеpной технологии и матеpиаловедения", Москва

4Институт биоорганической химии РАН, Москва


ЛАЗЕРНО ИНДУЦИРОВАННЫЕ ФОТОПРОЦЕССЫ

В РАСТВОРАХ И ПЛЕНКАХ НАНОЧАСТИЦ CdSe/ZnS


В докладе представлен обзор работ по исследованию фотопроцессов, стимулированных мощным лазерным излучением УФ и видимого диапазона в пленках квантовых точек, полученных методом осаждения из сильно неравновесных растворов. Исследован широкий круг фотопроцессов: фотолюминесценция пленок в стоксовом и антистоксовом спектральных диапазонах, нагрев и абляция при мощном лазерном воздействии, нелинейно-оптические явления и другие. Обсуждаются возможные практические применения полученных результатов.


В последнее время много внимания уделяется исследованию наноразмерных полупроводниковых структур, в частности, наночастиц CdSe/ZnS. Интерес к наночастицам обусловлен в первую очередь сильным влиянием их размера на оптические свойства [1]. Много внимания уделяется исследованию конденсатов наночастиц. Это связано с возможностью получения лазерной генерации [2], а также создания новых светоизлучающих структур [3] и фотовольтаических элементов на основе пленок наночастиц CdSe и CdSe/ZnS [4]. Согласно оценкам, наиболее перспективными для создания новых материалов оптоэлектроники являются пленки с высокими, близкими к предельным концентрациями наночастиц [5].

В работе исследованы фотофизические свойства растворов и пленок с высокими концентрациями наночастиц CdSe/ZnS при воздействии видимого и УФ лазерного излучения в широком диапазоне плотностей мощности и температур, в том числе при высоком уровне возбуждения.

Показано, что исследование характерного красного сдвига спектров люминесценции и поглощения, которые наблюдаются при переходе от раствора к пленке, позволяет изучить механизм взаимодействия квантовых точек при их предельных концентрациях. Важно, что спектральные характеристики наночастиц в растворе и в пленках остаются постоянными при интенсивностях лазерного излучения видимого диапазона вплоть до 1106  Вт/см2.

Проведено комплексное исследование антистоксовой люминесценции наночастиц CdSe/ZnS в растворе и в пленках в широком диапазоне температур, концентраций наночастиц и плотностей мощности возбуждающего излучения. Показано, что механизм антистоксовой люминесценции наночастиц CdSe/ZnS является чисто тепловым. Это открывает перспективы использования антистоксовой люминесценции для изучения процессов релаксации возбуждения в растворах и пленках квантовых точек при воздействии мощного лазерного излучения.

Исследованы режимы нагрева и абляции пленок наночастиц под действием мощного лазерного излучения. Обсуждаются возможности использования метода лазерной абляции для формирования различных планарных структур из наночастиц CdSe/ZnS, а также для лазерного напыления пленок наночастиц.

Исследованы нелинейно-оптические свойства растворов и пленок наночастиц CdSe/ZnS. Показано, что для пленок наночастиц нелинейная восприимчивость третьего порядка имеет аномально высокую величину 10-5 esu.

В работе обсуждаются перспективы создания гетероструктур на базе органических полупроводников и пленок наночастиц CdSe и CdSe/ZnS для разработки фотовольтаических элементов.


Список литературы


A. Sukhanova, J. Devy, L. Venteo et al. Biocompatible fluorescent nanocrystals for immunolabeling of membrane proteins and cells. – Anal. Biochem., Vol. 324, No 1, pp. 60 - 67 (2004).

V.I. Klimov Nanocrystal Quantum Dots: From fundamental photophysics to multicolor lasing. - Los Alamos Science, Vol. 28 (2003).

J. Zhao, J.A. Bardecker, A.M. Munro et al. Efficient CdSe/CdS Quantum Dot Light-Emitting Diodes Using a Thermally Polymerized Hole Transport Layer. - Nanoletters, Vol. 6, No 3, pp. 463 – 467 (2006)

B. Sun, E. Marx, N.C. Greenham. Photovoltaic Devices Using Blends of Branched CdSe Nanoparticles and Conjugated Polymers. Nano Lett., Vol. 3, No 7, pp. 961 – 963 (2003) Seung Y. Myong, Recent Progress in Inorganic Solar Cells Using Quantum Structures. Recent Patents on Nanotechnology, vol. 1, pp. 67-73 (2007).