Анализ релаксационных процессов и спектроскопия одиночных нанокомпозитов на основе полупроводниковых квантовых точек и функциональных органических лигандов

Abstract

Объектом исследования являются полупроводниковые квантовые точки различного типа (CdSe и CdSe/ZnS с диаметром ядра dCdSe=2.15.2 нм и 2 монослоями ZnS, стабилизированные триоктилфосфин оксидом, ТОРО или длинноцепочечными аминами; нанокристаллы сульфидов металлов (Zn, Cd, Pb, Cu, Ag) и их твердых растворов с различным размером, составом, пространственной плотностью, химическим и структурным состоянием поверхности), а также молекулы тетра-мезопиридилпорфирина и перилен-бисимидов для поверхностной пассивации КТ за счет координационных взаимодействий. Цель работ – синтез, идентификация структуры и свойств квантовых точек различного типа; исследование путей и механизмов фотоиндуцированных релаксационных процессов в новых фотостабильных композитных материалах на основе полупроводниковых нанокристаллов, поверхностно активированных функциональными органическими лигандами, с применением экспериментальных методов и теоретических расчетов. Проведен сравнительный анализ тушения фотолюминесценции полупроводниковых квантовых точек CdSe/ZnS и нанокомпозитов «квантовая точка-органический лиганд» при вариации состава нанокомпозитов и свойств окружения (полярность, температура). Выполнены исследования свечения отдельных квантовых точек методами спектроскопии одиночных центров. Предложены методы расчета констант комплексования и энергии активации комплексов; разработаны теоретические модели для описания особенностей и механизмов релаксационных процессов в нанокомпозитах. Синтезированы полупроводниковые нанокристаллы сульфидов металлов (Zn, Cd, Pb, Cu, Ag) с различным размером, составом, пространственной плотностью, химическим и структурным состоянием поверхности. Методами сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии определены структурные параметры НК, а на основании данных по дифракции рентгеновских лучей установлены их размер и кристаллическая структура. Выполнены исследования комбинационного рассеяния света (нерезонансного, резонансного и гигантского) в структурах с массивами НК разной пространственной плотности. Совместно с российскими коллегами впервые обнаружено усиление КРС оптическими и интерфейсными фононами при нанесении нанокластеров серебра на поверхность массивов НК CdS, ZnO и CuS.