Российские физики экспериментировали с наночастицами сульфида кадмия CdS с характерными размерами в 4–5 нм. «Люминесценцию кристаллов CdS изучают давно, ещё с середины прошлого века, — замечает один из авторов работы Алексей Кацаба, студент пятого курса Московского физико-технического института. — Конечно, всё это время исследовались в основном не квантовые точки, а обычные монокристаллы».

Наноразмерные образцы CdS были получены из пересыщенного раствора неполярного растворителя и дополнительно стабилизированы олеиновой кислотой. Такая обработка должна была связать поверхностные состояния и погасить примесную люминесценцию, но анализ показал, что на поверхности наночастиц сохранялось множество непрореагировавших участков. По этой причине взвесь нанокристаллов в растворе излучала жёлтый свет, что по спектрам соответствовало примесной люминесценции. Кроме того, на спектрах присутствовал и основной (малый по интенсивности) межзонный пик люминесценции на длинах волн синего цвета. Широкая же примесная область представляла собой суперпозицию трёх отдельных пиков, которые по-разному вели себя при изменении температуры.

«Эти температурные зависимости связаны с передачей энергии между уровнями, отвечающими за свечение поверхностных состояний, — поясняет Алексей Кацаба. — Мы также заметили, что некоторые переходы и линии в примесном спектре имеют зависимость от размера квантовой точки».

На основе снятых термических зависимостей спектров и кинетических кривых фотолюминесценции была построена модель энергетических уровней и переходов, отвечающих за оптические свойства образцов. Таким образом, авторы описали природу примесной люминесценции и наметили возможности для управления её характеристиками.

Отчёт российских учёных будет опубликован в Journal of Chemical Physics.

Подготовлено по материалам ФИАН-информ.

Источник