Влияние pH и полиэлектролитов на спектрально-кинетические свойства полупроводниковых квантовых точек AIS/ZnS в водных растворах

Влияние pH и полиэлектролитов на спектрально-кинетические свойства полупроводниковых квантовых точек AIS/ZnS в водных растворах = Influence of the pH and polyelectrolytes on the spectral-kinetic properties of the AIS/ZnS semiconductor quantum dots in water solutions / И. Г. Мотевич [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. – 2020. – Т. 87, № 6. – С. 926-935.

Abstract

Спектрально-кинетические параметры квантовых точек (КТ) на основе смеси полупроводников групп I-III-VI, а именно Ag-In-S, Ag-In-S2 с оболочкой ZnS (КТ AIS/ZnS), в водных растворах проявляют специфическую зависимость от pH и локальной полярности, обусловленной взаимодействием с полиэлектролитами (спектральные сдвиги, гиперхромизм и гипохромизм в спектрах поглощения и фотолюминесценции, изменение среднего времени жизни фотолюминесценции). Обосновано, что изменение свойств КТ AIS/ZnS при вариации pH раствора обусловлено обратимой перезарядкой ионных групп амфолитов, изменяющей структуру двойного слоя Гельмгольца у поверхности КТ, покрытых слоем молекул глутатиона. Показано, что вторая производная спектров поглощения КТ как в кислой среде, так и при взаимодействии с полиэлектролитами соответствует линейному эффекту Штарка, вызванному формированием в КТ наведенного дипольного момента. Полученные результаты могут быть использованы в разработке на основе КТ AIS/ZnS селективных маркеров для тестирования значений локального pH и полярности в биомедицине.

Abstract in another language

In water solutions, spectral-kinetic parameters of quantum dots based on the mixture of semiconductors of I-III-VI groups, namely Ag-In-S, Ag-In-S2 with ZnS layer (QD AIS/ZnS), show a specific dependence on pH and the local polarity caused by the interaction with polyelectrolytes (spectral shifts, hyperchromism and hypochromism in absorption and photoluminescence spectra, changes of the photoluminescence mean decay). It was argued that changes of QD AIS/ZnS upon variation of the solution pH are caused by the reversible recharging of ampholyte ion groups, which thus alters the structure of the Helmholtz binary layer at the QD surface covered by glutathione molecules. It is shown that the second derivative of QD absorption spectra both in an acid medium and upon interaction with polyelectrolytes corresponds to the Stark linear effect caused by the formation of the QD induced dipole moment. The results obtained and the corresponding conclusions on their basis may be used to develop selective markers for testing local pH and polarity in biomedicine using QD AIS/ZnS.