Стаціонарна спектроскопія та субнаносекундний резонансний перенос енергії екситонного збудження водних розчинів та плівок нанокристалів ZnSe

Abstract

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.