TÍNH THỜI GIAN SỐNG CỦA EXCITON TRONG CHẤM LƯỢNG TỬ INP  VÀ CDSE THEO NGUYÊN LÝ ĐẦU TIÊN

Bùi Thị Hạnh

doi:10.34238/tnu-jst.10170

TÍNH THỜI GIAN SỐNG CỦA EXCITON TRONG CHẤM LƯỢNG TỬ INP VÀ CDSE THEO NGUYÊN LÝ ĐẦU TIÊN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 19/04/24 Ngày hoàn thiện: 31/05/24 Ngày đăng: 31/05/24

Các tác giả

Bùi Thị Hạnh , Trường Đại học Phenikaa

Tóm tắt

Chúng tôi tính toán thời gian sống của exciton trong các chấm lượng tử InP và CdSe hình cầu. Trong thực nghiệm, các chấm lượng tử InP và CdSe có thể được phủ bởi một lớp bán dẫn khác để tạo thành cấu trúc lõi-vỏ hoặc bởi các phân tử hữu cơ, vô cơ. Trong tính toán của chúng tôi, các chấm lượng tử được phủ bởi các nguyên tử giả Hydro nhằm loại bỏ các trạng thái bề mặt gây ra bởi các liên kết hở. Năng lượng và hàm sóng một hạt thu được từ phương pháp Atomic effective pseudopotentials (AEPs). Lý thuyết tương tác cấu hình (CI) được sử dụng cho các tính toán exciton. Trong bài báo này, thời gian sống phát xạ được tính bằng lý thuyết nhiễu loạn phụ thuộc thời gian chuẩn. Các liên kết hở của các nguyên tử P và Se ở bề mặt chấm lượng tử được dùng để giải thích thời gian sống hữu hạn của các exciton tối. Kết quả của chúng tôi phù hợp với các phép đo thực nghiệm đối với các chấm lượng tử lõi-vỏ nhưng khác biệt đáng kể so với các chấm lượng tử được phủ bởi các phân tử hữu cơ hoặc bởi vỏ phức tạp hơn.

Từ khóa

Chấm lượng tử; Bán dẫn; Exciton; Thời gian sống; Tính chất quang học

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] G. Almeida, L. V. D. Poll, W. H. Evers, et al., “Size-dependent optical properties of InP colloidal quantumdots,” Nano Letters, vol. 23, no. 18, pp. 8697-8703, 2023.

[2] G. Almeida, R. F. Ubbink, M. Stam, et al., “InP colloidal quantum dots for visible and near-infrared photonics,” Nature Reviews Materials, vol. 8, no. 11, pp.742-758, 2023.

[3] S. C. Dey, S. S. Nath, and R. Bhattacherjee, “Optical properties of colloidal CdSe quantum dots,” Micro Nano Letters, vol. 6, no. 3, pp.113-115, 2011.

[4] B. Chen, D. Li, and F. Wang, “InP quantum dots: synthesis and lighting applications,” Small, vol. 16, no. 32, 2020, Art. no. e2002454.

[5] S. B. Brichkin, “Synthesis and properties of colloidal indium phosphide quantum dots,” Colloid Journal, vol. 77, pp. 393-403, 2015.

[6] K. Surana, P.K. Singh, H.W. Rhee, et al., “Synthesis, characterization and application of CdSe quantum dots,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 20, no. 6, pp. 4188-4193, 2014.

[7] B. Chen, D. Y. Li, and F. Wang, "InP quantum dots: synthesis and lighting applications," Small, vol. 16, no. 32, 2020, Art. no. 2002454.

[8] F. Hatami et al., "InP quantum dots embedded in GaP: Optical properties and carrier dynamics," Physical Review B, vol. 67, no. 8, 2003, Art. no. 085306.

[9] H. B. Jalali, S. Sadeghi, I. B. D. Yuksel, et al., “Past, present and future of indium phosphide quantum dots,” Nano Res., vol. 15, pp. 4468–4489, 2022.

[10] S. Neeleshwar et al., "Size-dependent properties of CdSe quantum dots," Physical Review B, vol. 71, no. 20, 2005, Art. no. 201307.

[11] C. Delerue, G. Allan, and Y. Niquet, “Collective excitations in charged nanocrystals and in close-packed arrays of charged nanocrystals,” Physical Review B, vol. 72, no. 19, 2005, Art. no. 195316.

[12] M. Korkusinski, O. Voznyy, and P. Hawrylak, “Fine structure and size dependence of exciton and biexciton optical spectra in CdSe nanocrystals,” Physical Review B, vol. 82, no. 24, 2010, Art. no. 245304.

[13] A. Franceschetti, H. Fu, L. W. Wang, and A. Zunger, “Many-body pseudopotential theory of excitons in InP and CdSe quantum dots,” Phys. Rev. B, vol. 60, pp. 1819–1829, Jul. 1999.

[14] M. Califano, A. Franceschetti, and A. Zunger, “Lifetime and polarization of the radiative decay of excitons, biexcitons, and trions in CdSe nanocrystal quantum dots,” Physical Review B, vol. 75, no. 11, 2007, Art. no. 115401.

[15] A. L. Efros, M. Rosen, M. Kuno, M. Nirmal, D. J. Norris, and M. Bawendi, “Band-edge exciton in quantum dots of semiconductors with a degenerate valence band: Dark and bright exciton states,” Phys. Rev. B, vol. 54, pp. 4843–4856, Aug. 1996.

[16] A. Karpulevich, H. Bui, Z. Wang, et al., “Dielectric response function for colloidal semiconductor quantum dots,” The Journal of chemical physics, vol. 151, no. 22, 2019, Art. no. 224103.

[17] H. Bui, A. Karpulevich, and G. Bester, “Excitonic fine structure of zinc-blende and wurtzite colloidal CdSe nanocrystals and comparison to effective mass results,” Physical Review B, vol. 101, no. 11, 2020, Art. no. 115414.

[18] L. Biadala, B. Siebers, Y. Beyazit, et al., “Band-edge exciton fine structure and recombination dynamics in InP/ZnS colloidal nanocrystals,” ACS nano, vol. 10, no. 3, pp.3356-3364, 2016.

[19] O. Labeau, P. Tamarat, and B. Lounis, “Temperature dependence of single cdse/zns quantum dots luminescence lifetime,” Physical Review Letters, vol. 90, 2003, Art. no. 257404.

[20] D. L. Dexter, “Theory of the optical properties of imperfections in nonmetals,” in Solid State Physics, vol. 6, Academic Press, 1958, pp. 353-411.

[21] J. R. Cárdenas and G. Bester, “Atomic effective pseudopotentials for semiconductors,” Physical Review B, vol. 86, no. 11, p.115332, 2012.

[22] A. Karpulevich, H. Bui, D. Antonov, et al., “Nonspherical atomic effective pseudopotentials for surface passivation,” Physical Review B, vol. 94, no. 20, p. 205417, 2016.

[23] A. Javier et al., “Nanosecond exciton recombination dynamics in colloidal CdSe quantum dots under ambient conditions,” Applied physics letters, vol. 83, no. 7, pp. 1423-1425, 2003.

[24] L. Biadala, B. Siebers, R. Gomes, et al., “Tuning energy splitting and recombination dynamics of dark and bright excitons in CdSe/CdS dot-in-rod colloidal nanostructures,” The Journal of Physical Chemistry C, vol. 118, no. 38, pp. 22309-22316, 2014.

[25] C. D. M. Donegá, M. Bode, and A. Meijerink, “Size-and temperaturedependence of exciton lifetimes in CdSe quantum dots,” Physical Review B, vol. 74, no. 8, 2006, p.085320.

[26] L. Biadala, F. Liu, M. D. Tessier, et al., “Recombination dynamics of band edge excitons in quasi-two-dimensional CdSe nanoplatelets,” Nano letters, vol. 14, no. 3, pp.1134-1139, 2014.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10170

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ