Оптичні властивості наносистем. Плазмонний та екситонний резонанс

Содержание

Слайд 2

Оптичні властивості напівпровідникових наночасточок

Оптичні властивості напівпровідникових наночасточок

Слайд 3

Зонна інженерія Квантові ями Квантові проволоки Квантові крапки

Зонна інженерія

Квантові ями

Квантові проволоки

Квантові крапки

Слайд 4

Що таке екситон? ЕКСИТОН – гідрогеноподібна квазічасточка, що складається з електрона

Що таке екситон?

ЕКСИТОН – гідрогеноподібна квазічасточка, що складається з електрона та

дірки, та не пов'язана з переносом заряду або маси в системі

Поняття “екситон” введено Я.І. Френкелем в 1931р
Виявлено в напівпровідниках Е.Ф. Гроссом в 1951р.

Виявлено для напівпровідників!

Слайд 5

Екситон Ваньє-Мотта в напівпровіднику Трансляційна маса електрона та дірки Зведена маса

Екситон Ваньє-Мотта в напівпровіднику

Трансляційна маса електрона та дірки

Зведена маса електрона та

дірки

Радіус екситона значно перевищує борівський радіус атома Гідрогену!

Слайд 6

Екситонний спектр Структура спектральних ліній: А) Гідрогена Б) Екситона

Екситонний спектр

Структура спектральних ліній:
А) Гідрогена
Б) Екситона

Слайд 7

Природа екситонного спектру

Природа екситонного спектру

Слайд 8

Колективні ефекти в екситонних системах

Колективні ефекти в екситонних системах

Слайд 9

Екситон в низькорозмірних гетеросистемах Електрооптичний перемикач на екситонному переході Квантові крапки

Екситон в низькорозмірних гетеросистемах

Електрооптичний перемикач на екситонному переході

Квантові крапки
на основі CdS

Спектри

оптичної густини D скла з наночасточками CdS з радіусом:
1 – 320,
2 – 23,
3 – 15,
4 – 12 Å.
Слайд 10

Екситонні піки в спектрах оптичного поглинання Спектри оптичного поглинання CuCl та

Екситонні піки в спектрах оптичного поглинання

Спектри оптичного поглинання CuCl та CdS

Збільшення

ширини забороненої зони в напівпровідниках призводить до зсуву межі поглинання у довгохвильову область при зменшенні діаметру наночасточок.
Слайд 11

Визначення розміру наночасточок Спектри поглинання квантових крапок ZnS, CdS, PbS Милехин

Визначення розміру наночасточок

Спектри поглинання квантових крапок ZnS, CdS, PbS

Милехин А.Г. Физика

твердого тела, 2002, том 44, №10
Слайд 12

Люмінесценція квантових крапок Схема виникнення стоксового зсуву скло

Люмінесценція квантових крапок

Схема виникнення стоксового зсуву

скло

Слайд 13

Морфологія та розмір квантових крапок Аналіз спектрів поглинання дає можливість розрахунку

Морфологія та розмір квантових крапок

Аналіз спектрів поглинання дає можливість розрахунку розміру,

форми то ширини забороненої зони.
Слайд 14

Квантові крапки: синтез, властивості та застосування Розмірно-залежні: Смуги оптичного поглинання; Смуги люмінесценції; провідність.

Квантові крапки: синтез, властивості та застосування

Розмірно-залежні:
Смуги оптичного поглинання;
Смуги люмінесценції;
провідність.

Слайд 15

Квантові крапки типу “ядро-оболонка” Два типи квантових крапок: CdSe/ZnS – збільшення

Квантові крапки типу “ядро-оболонка”

Два типи квантових крапок:
CdSe/ZnS – збільшення виходу люмінесценції;

CdTe/CdSe – “довгоживучі” екситони
Слайд 16

Квантові крапки: синтез, властивості та застосування

Квантові крапки: синтез, властивості та застосування

Слайд 17

Квантові крапки: використання 1. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ЛАЗЕРІВ 2. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ СВІТЛОДІОДІВ

Квантові крапки: використання

1. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ЛАЗЕРІВ

2. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ СВІТЛОДІОДІВ

Слайд 18

Квантові крапки: використання Як продати крапки? Квантові крапки – самий нановий

Квантові крапки: використання

Як продати крапки? Квантові крапки – самий нановий продукт….

3.

МАТЕРІАЛИ ДЛЯ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ

4. ПОЛЬОВІ ТРАНЗИСТОРИ

5. БІОЛОГІЧНІ ЛЮМІНЕСЦЕНТНІ МІТКИ

Слайд 19

Явище плазмонного резонансу J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668-677

Явище плазмонного резонансу

J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668-677

Слайд 20

Взаємозв'язок розмір- форма - поглинання

Взаємозв'язок розмір- форма - поглинання

Слайд 21

Розмірні залежності для сферичних НЧ Ag та Au Залежність резонансних довжин

Розмірні залежності для сферичних НЧ Ag та Au

Залежність резонансних довжин хвиль екстинкції від розміру наночасточок

золота
Слайд 22

Синтез циліндричних НЧ Ag та Au СТАБ

Синтез циліндричних НЧ Ag та Au

СТАБ

Слайд 23

Залежність резонансних довжин хвиль екстинкції від розміру наночасточок циліндричних золота та

Залежність резонансних довжин хвиль екстинкції від розміру наночасточок циліндричних золота та срібла

Синтез циліндричних НЧ Ag

та Au
Слайд 24

Наночасточки типу ядро-оболонка

Наночасточки типу ядро-оболонка

Слайд 25

Оптимізація наночасточок для біосенсорики

Оптимізація наночасточок для біосенсорики

Слайд 26

Плазмон-екситонний резонанс?

Плазмон-екситонний резонанс?

Слайд 27

Короткі нотатки Для більшості наночасточок металів та напівпровідників ширина забороненої зони

Короткі нотатки

Для більшості наночасточок металів та напівпровідників ширина забороненої зони визначає

появу розмірних ефектів у спектрах поглинання.
Для напівпровідників появу особливих смуг поглинання повязують з екситонним резонансом.
Для металічних наночасточок розмірних ефект проявляється за рахунок плазмонного резонансу.
І екситонний і плазмонний резонанс чутливі до розподілу за розміром, формою та особливостями будови поверхневого шару.