Стаціонарна спектроскопія та субнаносекундний резонансний перенос енергії екситонного збудження водних розчинів та плівок нанокристалів ZnSe
| Autor: | Bondar, N.V., Brodyn, M.S., Piryatinski, Yu.P., Matveevskaya, N.A. |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Ukrainian Journal of Physics; Vol. 67 No. 7 (2022); 544 Український фізичний журнал; Том 67 № 7 (2022); 544 |
| ISSN: | 2071-0194 2071-0186 |
| DOI: | 10.15407/ujpe67.7 |
| Popis: | Densely packed solid films of semiconductor nanocrystals (NCs) demonstrate specific optoelectronic properties owing to the strong quantum interaction between the NCs and the hybridization of exciton orbitals. This fact opens ways for creating new artificial light-harvesting complexes and photovoltaic structures with the spatial separation of electrons and holes. This work was aimed at the study of colloidal solutions and solid films of thioglycerol-stabilized ZnSe NCs by measuring their steady-state and time-resolved optical spectra. Relaxation and recombination of excitons via the surface and defect states of electrons and holes were found to prevail in NC solutions, whereas the quantum (internal) channel exciton relaxation dominates in NC films, which, according to the results of time-resolved measurements of photoluminescence spectra, is associated with the rapid (sub-nanosecond) transfer of exciton excitation energy in the films from smaller NCs to larger ones. Furthermore, intragap exciton states of two types were revealed in small ZnSe NCs after the oxidation and hydroxylation of their surface, as well as their unusual “dependence” on the NC size. Твердi щiльно-упакованi плiвки напiвпровiдникових нанокристалiв (НК) проявляють специфiчнi оптоелектроннi властивостi, зумовленi сильною квантовою взаємодiєю I гiбридизацiєю орбiталей екситонiв мiж НК. Це вiдкриває шляхи до створення нових штучних свiтлозбираючих комплексiв та фотовольтаїчних структур з просторовим роздiленням електронiв та дiрок. Метою даної роботи було дослiдження колоїдних розчинiв та твердих плiвок НК ZnSe, стабiлiзованих тiоглiцеролом, за допомогою стацiонарних та часороздiльних вимiрiв оптичних спектрiв. Ми виявили, що в розчинах НК переважає релаксацiя та рекомбiнацiя екситонiв через поверхневi та дефектнi стани електронiв та дiрок, в той час як в плiвках домiнуючим каналом релаксацiї екситонiв переважно є квантовий (внутрiшнiй). Причина домiнування останнього зумовлена швидким (субнаносекундним) переносом енергiї екситонного збудження в плiвках вiд менших НК до бiльших, що було встановлено через вимiри спектрiв фотолюмiнесценцiї з роздiленням у часi. Окрiм цього, ми виявили два типи внутрiшньощiлинних станiв екситонiв у малих НК ZnSe, утворених окисленням та гiдроксилюванням їхньої поверхнi, i незвичайну “залежнiсть” цих станiв вiд розмiру НК. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|