Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Серебро всемогущее: допирование наночастиц CdSe серебром заставляет их светиться ярче

Ключевые слова:  CdSe, допирование, наночастицы, серебро

Опубликовал(а):  Поверенная Мария

29 июня 2012

Группа учёных под руководством Дэвида Норриса (David Norris) ETH в Цюрихе обнаружила, что добавка нескольких атомов серебра в наночастицу CdSe приводит к существенному увеличению интенсивности ее флуоресценции. При этом допирование сначала приводит к появлению n-типа проводимости, а с увеличением концентрации примеси меняется на p-тип. Такое явление наблюдается учеными впервые.

Легирование объемных полупроводников (кремния и др.) различными примесями является стандартным методом, применяющимся для изменения их электрических свойств, однако этот метод не применим для наноразмерных полупроводниковых частиц. За последние несколько лет ученые существенно продвинулись в этой области, достигнув значительных успехов, среди них выделяются результаты, полученные группой Норриса.

Во-первых, исследователям удалось продемонстрировать, что примесное серебро может влиять на электрические свойства полупроводниковых наночастиц селенида кадмия. Во-вторых, само по себе подтверждение возможности легирования CdSe (наиболее широко изученного материала квантовых точек) электрически активными примесями является значительным успехом в этой области. «Наши исследования показали, что добавка буквально нескольких примесных атомов существенно меняет свойства наночастиц и приводит к совершенно неожиданным результатам», - говорит Норрис, - «Например, добавка уже двух атомов серебра в наночастицу селенида кадмия увеличивает интенсивность флуоресценции почти в 10 раз».

Растворы снаночастицами CdSe под воздействием УФ (слева направо): недопированные, допированные 2.7 атомов серебра на 1 наночастицу, 13 атомов – на 1 наночастицу (Ист: Electronic Impurity Doping in CdSe Nanocrystals// Nano Lett., 2012, 12 (5), pp 2587–2594)

Ученые ЕТН совместно с учеными Университета Миннесоты (США), Университета Сунгсила (Корея) и Университета Дуйсбург-Эссена (Германия), работали над созданием технологии, обеспечивающей катион-обменный процесс в коллоиде с наночастицами при добавлении соли серебра. Катионы серебра способны очень быстро диффундировать в кристаллическую решетку селенида кадмия (в отличие от структур других полупроводящих материалов), поэтому получить растворы с легированными наночастицами, содержащие различные концентрации примеси, - достаточно несложная задача.

Акцепторный и донорный типы проводимости

Легирование изменяет концентрации носителей заряда (электронов и дырок), что приводит к изменению уровня Ферми и увеличению проводимости. В зависимости от того, отдаёт ли примесной атом электрон или захватывает его, примесные атомы называют донорными или акцепторными. Исследования, проведенные группой Норриса, показали, что примеси серебра в наночастицах показывают более сложное поведение: при низких концентрациях серебра (менее 6 атомов серебра на 1 наночастицу), они ведут себя как донорные примеси (n-тип проводимости), однако уже при более высоких концентрациях серебра - как акцепторные (р-тип проводимости).

Примесь серебра также увеличивает интенсивность флуоресценции (или фотолюминесценции) наночастиц. «Этот результат был для нас неожиданным, потому как до сих пор считалось, что электрически активные примесные добавки разрушают люминесценцию», - заявил Норрис в интервью nanotechweb.org. «Для объяснения этого явления требуются дальнейшие исследования, которые станут, несомненно, захватывающей задачей для ученых».

По мнению исследователей, наночастицы, допированные серебром, могут быть использованы в качестве материалов для полупроводниковых диодов. Широко распространенные кремниевые диоды получают нанесением слоя кремния, допированного акцепторными примесями, на слой, допированный донорными примесями, что обеспечивает возможность p-n переходов. «Наша работа является первым шагом на пути создания более функциональных диодов, подобных нанокристаллическим пленкам», - заявил Норрис, - «Материалы на основе наночастиц CdSe, допированных серебром, могут быть использованы для создания светодиодов, фотодиодов и солнечных элементов».

Для установления фундаментальных физических причин этого явления ученые планируют провести дополнительные исследования. «Понимание процессов концентрационного влияния примесных атомов на свойства наночастиц станет нашей первой задачей», - заявил Норрис.

Текущие результаты данной работы были опубликованы в Nano Letters в 2012 г.

Автор: Belle Dumé


Источник: nanotechweb.org



Комментарии
Любопытно.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Неорганическая чешуекрылая
Неорганическая чешуекрылая

MAPPIC 2019. Второй день
15 октября 2019 года прошел второй день I Московской осенней международной конференции по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

В Москве начинается MAPPIC - 2019
14-15 октября 2019 года состоится I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019)

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.