ẢNH HƯỞNG CỦA Mg ĐẾN TÍNH CHẤT QUANG  CỦA CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN CdSSe

Nguyễn Thị Thu Hoàn; Nguyễn Đức Hùng; Mai Viết Quyền; Nguyễn Xuân Ca; Phạm Văn Dương; Đào Thị Hồng; Phạm Minh Tân

doi:10.34238/tnu-jst.14822

ẢNH HƯỞNG CỦA Mg ĐẾN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN CdSSe

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 13/02/26 Ngày hoàn thiện: 13/04/26 Ngày đăng: 14/04/26

Các tác giả

1. Nguyễn Thị Thu Hoàn, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
2. Nguyễn Đức Hùng, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
3. Mai Viết Quyền, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
4. Nguyễn Xuân Ca, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
5. Phạm Văn Dương, Viện Vật lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
6. Đào Thị Hồng, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
7. Phạm Minh Tân , Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Tóm tắt

Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của việc pha tạp magnesium (Mg²⁺) đến cấu trúc và các tính chất quang của chấm lượng tử CdSSe. Các chấm lượng tử CdSSe pha tạp Mg²⁺ (CdSSe:Mg) đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp hóa ướt. Kết quả nhiễu xạ tia X cho thấy tất cả các mẫu đều có cấu trúc tinh thể lập phương giả kẽm. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier chỉ ra các ion Mg²⁺ được đưa thành công vào trong mạng tinh thể CdSSe. Các phép đo quang học cho thấy bờ hấp thụ UV–Vis và các đỉnh phát quang đều dịch chuyển về phía bước sóng dài hơn khi nồng độ Mg tăng. Đồng thời, cường độ phát xạ vùng bước sóng dài tăng rõ rệt theo hàm lượng Mg, trong khi hiệu suất lượng tử giảm. Những kết quả này khẳng định rằng pha tạp Mg²⁺ là một phương pháp hiệu quả để điều chỉnh tính chất quang của CdSSe, mở ra tiềm năng ứng dụng trong chuyển đổi năng lượng mặt trời và các thiết bị quang điện tử.

Từ khóa

Cấu trúc tinh thể; CdSSe; Chấm lượng tử; Magnesium; Tính chất quang

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] S. K. Choubey, A. Kaushik, and K. P. Tiwary, “Structural and optical properties of pure and Mg doped CdSe nanoparticles synthesised by microwave assisted method,” Chalcogenide Letters, vol. 15, no. 3, pp. 125-131, 2018.

[2] W.-C. Kwak, T. G. Kim, W.-S. Chae, and Y.-M. Sung, “Tuning the energy band gap of CdSe nanocrystals via Mg doping,” Nanotechnology, vol. 18, no. 20, 2007, Art. no. 205702.

[3] H. T. Van, N. D. Vinh, N. X. Ca, N. T. Hien, N. T. Luyen, P. V. Do, and N. V. Khien, “Effects of ligand and chemical affinity of S and Se precursors on the shape, structure and optical properties of ternary CdS_1-xSeₓ alloy nanocrystals,” Materials Letters, vol. 264, 2020, Art. no. 127387.

[4] H. T. Van, N. D. Vinh, P. M. Tan, T. U. T. Dinh, N. X. Ca, and N. T. Hien, “Synthesis and optical properties of tunable dual emission copper doped CdTe₁-ₓSeₓ alloy nanocrystals,” Optical Materials, vol. 97, 2019, Art. no. 109392.

[5] P. P. Ingole, G. B. Markad, D. Saraf, and L. Tatikondewar, “Band gap bowing at nanoscale: Investigation of CdSₓSe₁₋ₓ alloy quantum dots through cyclic voltammetry and density functional theory,” The Journal of Physical Chemistry C, vol. 117, pp. 7376-7383, 2013.

[6] N. X. Ca, N. T. Hien, P. V. Do, V. H. Yen, K. C. Cuong, P. N. Thu, L. T. Lam, L. N. Dung, L. K. Quynh, and P. V. Hao, “Controlling the optical and magnetic properties of CdTeSe and Gd-doped CdTeSe alloy semiconductor nanocrystals,” RSC Advances, vol. 13, pp. 36455-36466, 2023.

[7] Y. Xu, Y. Zhang, H. Lv, Y. Wu, and A. Zou, “High luminescent properties of Eu³⁺-doped CdSSe quantum dots within silicate glass for WLED,” Journal of Luminescence, vol. 252, 2022, Art. no. 119316.

[8] Q. L. Zhang, H. W. Liu, P. F. Guo, D. Li, P. Fan, W. H. Zheng, X. L. Zhu, Y. Jiang, H. Zhou, W. Hu, X. J. Zhuang, H. J. Liu, X. F. Duan, and A. L. Pan, “Vapor growth and interfacial carrier dynamics of high-quality CdS–CdSSe–CdS axial nanowire heterostructures,” Nano Energy, vol. 32, pp. 28-35, 2017.

[9] P. K. Sahu, R. Das, and R. Lalwani, “Preparation of nanocrystalline Mg-doped CdSe thin films and their optical, photoluminescence, electrical and structural characterization,” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 28, pp. 18296-18306, 2017.

[10] F. Caballero-Briones, O. Calzadilla, and F. Chalé-Lara, “Mg-doped CdS films prepared by chemical bath deposition: Optical and electrical properties,” Thin Solid Films, vol. 518, no. 7, pp. 1961-1965, 2010.

[11] R. S. Ali, H. S. Rasheed, N. D. Abdulameer, N. F. Habubi, and S. S. Chiad, “Physical properties of Mg doped ZnS thin films via spray pyrolysis,” Chalcogenide Letters, vol. 20, no. 3, pp. 187-196, 2023.

[12] V. K. Nguyen, D. K. Pham, N. Q. Tran, L. H. Dang, N. H. Nguyen, T. V. Nguyen, T. H. Nguyen, and T. B. Luong, “Comparative studies of blue-emitting zinc selenide nanocrystals doped with Ag, Cu, and Mg towards medical applications,” Crystals, vol. 12, no. 5, 2022, Art. no. 625.

[13] L. Arda, “The effects of Tb-doped ZnO nanorods,” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 475, pp. 493-501, 2019.

[14] P. Maity, R. Kumar, S. N. Jha, D. Bhattacharyya, R. K. Singh, S. Chatterjee, and A. K. Ghosh, “Unraveling the physical properties of Mn-doped CdS diluted magnetic semiconductor quantum dots for potential application in quantum spintronics,” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 33, pp. 21822-21837, 2022.

[15] V. Krishnakumar, R. Ranjith, J. Jayaprakash, S. Boobas, and J. Venkatesan, “Enhancement of photocatalytic degradation of methylene blue under visible light using transparent Mg-doped CdS–PVA nanocomposite films,” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 28, no. 18, pp. 13990-13999, 2017.

[16] G. Giribabu, G. Murali, D. Amaranatha Reddy, C. Liu, and R. P. Vijayalakshmi, “Structural, optical and magnetic properties of Co-doped CdS nanoparticles,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 580, pp. 371-377, 2013.

[17] L. Saravanan, A. Pandurangan, and R. Jayavel, “Structural, optical and magnetic properties of Mn-doped CdS nanoparticles,” Journal of Nanoparticle Research, vol. 13, no. 4, pp. 1621-1628, 2011.

[18] P. M. Tan, N. X. Ca, and N. T. Hien, “Composition-dependent band gap bowing and optical properties of CdSₓSe₁₋ₓ alloy quantum dots,” Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 22, pp. 6266-6274, 2020.

[19] M. Ashokkumar and A. Boopathyraja, “Structural and optical properties of Mg-doped ZnS quantum dots and biological applications,” Superlattices and Microstructures, vol. 113, pp. 534-540, 2018.

[20] H. Lemmetyinen, N. V. Tkachenko, B. Valeur, J. Hotta, M. Ameloot, N. P. Ernsting, and N. Boens, “Time-resolved fluorescence methods (IUPAC Technical Report),” Pure and Applied Chemistry, vol. 86, no. 12, pp. 1969-1998, 2014.

[21]N. T. Hien, T. T. K. Chi, N. D. Vinh, H. T. Van, L. D. Thanh, P. V. Do, V. P. Tuyen, and N. X. Ca, “Synthesis, characterization and the photoinduced electron-transfer energetics of CdTe/CdSe type-II core/shell quantum dots,” Journal of Luminescence, vol. 217, 2020, Art. no. 116822.

[22]N. X. Ca, N. T. Hien, P. N. Loan, P. M. Tan, U. T. D. Thuy, T. L. Phan, and Q. B. Nguyen, “Optical and ferromagnetic properties of Ni-doped CdTeSe quantum dots,” Journal of Electronic Materials, vol. 48, no. 4, pp. 2593-2599, 2019.

[23] D. Fischli, L. Rieger, and K. Boldt, “Localized Co²⁺ doping of CdSe/CdS seeded nanorods,” The Journal of Physical Chemistry C, vol. 126, no. 29, pp. 12150-12158, 2022.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14822

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ