NANO TINH THỂ BÁN DẪN BA THÀNH PHẦN CdSSe PHA TẠP Mn: CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT QUANG VÀ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG | Ca | TNU Journal of Science and Technology

NANO TINH THỂ BÁN DẪN BA THÀNH PHẦN CdSSe PHA TẠP Mn: CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT QUANG VÀ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 09/09/22                Ngày hoàn thiện: 07/10/22                Ngày đăng: 10/10/22

Các tác giả

1. Nguyễn Xuân Ca, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
2. Nguyễn Thị Khánh Vân, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
3. Nguyễn Thị Hiền, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
4. Phạm Thanh Hiếu, Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên
5. Nguyễn Thị Thu Hoàn, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
6. Nguyễn Văn Trường, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
7. Phạm Minh Tân Email to author, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt


Bài báo trình bày kết quả chế tạo các nano tinh thể (NC) bán dẫn CdSSe pha tạp ion Mn2+ với nồng độ thay đổi (0-5%) bằng phương pháp hóa ướt. Tính chất quang và cấu trúc của các NC CdSSe được nghiên cứu chi tiết khi thay đổi tỷ lệ S/Se. Các NC CdSSe chế tạo được có cấu trúc lập phương giả kẽm - zincblende (ZB). Chúng tôi đã sử dụng phổ tán sắc năng lượng (EDX) để xác định sự hiện diện của các nguyên tố và thành phần của chúng có trong mẫu. Tính chất quang của các NC CdSSe pha tạp Mn được nghiên cứu thông qua phổ quang huỳnh quang (PL). Các NC CdSSe pha tạp Mn có phổ phát xạ nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy với hai đỉnh phát xạ đặc trưng tại bước sóng 426-436 nm và 584-587 nm. Hai đỉnh phát xạ này tương ứng với phát xạ của nền CdSSe và phát xạ của các ion Mn2+ (tương ứng với chuyển mức năng lượng 4T1-6A1). Quá trình truyền năng lượng từ nền tới tạp và hiệu suất của quá trình này đã được chúng tôi nghiên cứu và xác định. Kết quả nghiên cứu cho thấy các NC CdSSe pha tạp Mn có thời gian sống dài hơn rất nhiều các NC CdSSe không pha tạp, giúp chúng có nhiều tiềm năng ứng dụng trong pin mặt trời và đánh dấu sinh học.

Từ khóa


CdSSe; Mn; Pha tạp; Tính chất quang; Truyền năng lượng

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] J. Dehnel, Y. Barak, I. Meir, A. K. Budniak, A. P. Nagvenkar, D. R. Gamelin, and E. Lifshitz, “Insight into the Spin Properties in Undoped and Mn-Doped CdSe/CdS-Seeded Nanorods by Optically Detected Magnetic Resonance,” ACS Nano, vol. 14, pp. 13478–13490, 2020.

[2] S. Kumar, N. Kumari, S. Kumar, S. Jain, and N. K. Verma, “Synthesis and characterization of Ni-doped CdSe nanoparticles: magnetic studies in 300–100 K temperature range,” Applied Nanoscience, vol. 2, pp. 437–443, 2012 .

[3] K. Kaur, G. S. Lotey, and N. K. Verma, “Optical and magnetic properties of Fe-doped CdS dilute magnetic semiconducting nanorods,” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 25, pp. 2605–2610, 2014.

[4] L. Shufeng, W. Li, S. Xueqiong, P. Yong, G. Dongwen, and H. Xiaowei, “Optical properties of Co-doped ZnSe thin films synthesized by pulsed laser deposition,” Thin Solid Films, vol. 692, 2019, Art. no. 137599.

[5] A. A. Othman, M. A. Osman, Manar A. Ali, W. S. Mohamed, and E. M. M. Ibrahim, “Sonochemically synthesized Ni-doped ZnS nanoparticles: structural, optical, and photocatalytic properties,” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 31, pp. 1752–1767, 2020.

[6] J. M. Vila-Fungueirino, B. Rivas-Murias, and F. Rivadulla, “Strong interfacial magnetic coupling in epitaxial bilayers of LaCoO3/LaMnO3 prepared by chemical solution deposition,” Thin Solid Films, vol. 553, pp. 81–84, 2014.

[7] A. Alsaad, “Structural, electronic and magnetic properties of Fe, Co, Mn-doped GaN and ZnO diluted magnetic semiconductors,” Physica B: Condensed Matter, vol. 440, pp. 1–9, 2014.

[8] N. A. Hamizi, F. Aplop, H. Y. Haw, A. N. Sabri, A. Y. Y. Wern, N. N. Shapril, and M. R. Johan, “Tunable optical properties of Mn-doped CdSe quantum dots synthesized via inverse micelle technique,” Optical Materials Express, vol. 6, pp. 2915-2924, 2016.

[9] N. T. Hien, P. M. Tan, H. T. Van, V. T. K. Lien, P. V. Do, P. N. Loan, N. T. Kien, N. T. Luyen, and N. X. Ca, “Photoluminescence properties of Cu-doped CdTeSe alloyed quantum dots versus laser excitation power and temperature,” Journal of Luminescence, vol. 218, 2020, Art. no. 116838.

[10] N. X. Ca, H. T. Van, P. V. Do, L. D. Thanh, P. M. Tan, N. X. Truong, V. T. K. Oanh, N. T. Binh, and N. T. Hien, “Influence of precursor ratio and dopant concentration on the structure and optical properties of Cu-doped ZnCdSe-alloyed quantum dots,” RSC Advances, vol. 10, 2020, Art. no. 25618.

[11] J. Embden and P. Mulvaney, “Nucleation and Growth of CdSe Nanocrystals in a Binary Ligand System,” Langmuir, vol. 21, pp. 10226-10233, 2005.

[12] J. S. Steckel, J. P. Zimmer, S. C. Sullivan, N. E. Stott, V. Bulovic, and M. G. Bawendi, “Blue Luminescence from (CdS)ZnS Core–Shell Nanocrystals,” Angew. Chem. Int. Ed, vol. 43, pp. 2154-2158, 2004.

[13] W. W. Yu, L. Qu, W. Guo, and X. Peng, “Experimental Determination of the Extinction Coefficient of CdTe, CdSe, and CdS Nanocrystals,” Chem. Mater., vol. 15, pp. 2854-2860, 2003.

[14] S. Reghuram, A. Arivarasan, R. Kalpana, and R. Jayavel, “CdSe and CdSe/ZnS quantum dots for the detection of C-reactive protein,” Journal of Experimental Nanoscience, vol. 10, pp. 787–802, 2015.

[15] H. T. Van, N. D. Vinh, P. M. Tan, U. T. D. Thuy, 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.

[16] P. T. Tho, N. D. Vinh, H. T. Van, P. M. Tan, V. X. Hoa, N. T. Kien, N. T. Hien, N. T. K. Van, and N. X. Ca, “Effects of chemical affnity and injection speed of Se and Te precursors on the development kinetic and optical properties of ternary alloyed CdTe1-xSex nanocrystals,” Journal of Physics and Chemistry of Solids, vol. 139, pp. 109332, 2020.

[17] P. M. Tan, N. X. Ca, N. T. Hien, H. T. Van, P. V. Do, L. D. Thanh, V. H. Yen, V. P. Tuyen, Y. Peng, and P. T. Tho, “New insights on the energy transfer mechanisms of Eu-doped CdS quantum dots,” Phys.Chem.Chem.Phys, vol. 22, 2020, Art. no. 6266.

[18] A. Bakhsh, I. Hussain, A. Maqsood, and S. Wu, “Size dependent photoluminescence properties of CdZnS nanostructures,” J. Lumin, vol. 179, pp. 574–580, 2016.

[19] R. Sethi, P. K. Sharma, A. C. Pandey, and L. Kumar, “Raman studies on Ag-ion doped CdZnS luminescent alloy quantum dots,” Chem. Phys. Lett., vol. 495, pp. 63–68, 2010.

[20] 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, pp. 2593–2599, 2019.

[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] C. Pu, J. Ma, H. Qin, M. Yan, T. Fu, Y. Niu, X. Yang, Y. Huang, F. Zhao, and X. Peng, “Doped Semiconductor-Nanocrystal Emitters with Optimal Photoluminescence Decay Dynamics in Microsecond to Millisecond Range: Synthesis and Applications,” ACS Cent. Sci, vol. 2, pp. 32–39, 2016.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6481

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved