半导体纳米晶体中的延迟光致发光现象
来自北卡罗来纳州立大学的研究人员发现,三重态激子从纳米材料转移到分子时也创造了一个反馈机制,使一些能量返回到纳米晶体中,并能使它的特性可以在较长的时间尺度上保持。且该机制可以调整,能够实现控制能量转移的数量,这可能对于一些光电应用来说是十分有用的。
Felix N. Castellano是北卡罗来纳大学化学专业的一名创新研究员,他在研究中曾表明,半导体纳米晶体可以传递分子能量,从而扩展其激发态寿命到足够长的时间,这让他们在光化学反应中变得有用。 上图所示,芘羧酸官能化CdSe量子点热激活延迟发光。 在一个新的研究中,Castellano 和 Cédric Mongin合作,研究表明不仅扩展了三重态激子激发态的寿命,但也有些能量在这个过程中返回到原材料中。后者是研究所的前博士后研究员,目前是法国巴黎-萨克雷高等师范学校的助理教授, “当我们看着激子在纳米材料的分子中实现的转移,我们注意到,最初的转让后仍然发光纳米材料会发生延迟情况,这是出乎意料的,” Castellano说。“所以我们决定从分子水平上找出在这个过程中到底发生了什么。” Castellano和Mongin利用硒化镉量子点(CdSe)这后在那个纳米材料和芘羧酸(PCA)作为受体分子。在室温下,他们发现相关能量的接近水平创造了一个反馈机制,热注入硒化镉量子点的激发状态,导致其光致发光。 进一步进行实验,研究人员通过改变纳米晶的大小,系统地改变了硒化镉的能隙。这导致了激发态寿命的可预测变化。他们也在不同的温度下研究了这个过程,得出了与热激活的能量传递机制相一致的结果。 “这取决于能源相对分离,该系统可以被调谐的表现更像芘羧酸或更像硒化镉量子点纳米颗粒,” Castellano说。“这就像是一个系统的控制旋钮。我们可以使材料具有独特的光致发光性质,仅仅通过控制纳米粒子的大小和温度的系统。” 这项工作已经发表在《Nature Chemistry》杂志上。 原文来源:https://phys.org/news/2017-12-thermally-photoluminescence-semiconductor-nanocrystals.html(实验帮译) 分享到:
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