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

 

Ежики
Ежики

VIII Международная Конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов»
VIII Международная Конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (http://dfmn.imetran.ru/) пройдет в Москве (ИМЕТ РАН) с 19 по 22 ноября 2019 г. В рамках Конференции пройдет Молодежная школа-конференция.

Более 770 площадок пожелали присоединиться к Всероссийскому химическому диктанту с международным участием 18 мая
Более 770 площадок подали заявки на участие во II Всероссийском химическом диктанте, который в этом году пройдет с международным участием 18 мая в 13:00. Мероприятие организовано Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова, Химическим факультетом МГУ и корпорацией «Российский учебник» при поддержке Ассоциации учителей и преподавателей химии.

Найдены превращающие свет в электричество камни
Ученые обнаружили возникновение электрического тока в неорганических системах, что напоминает первые этапы усваивания энергии Солнца бактериями и растениями в процессе фотосинтеза. Открытое явление протекает в различных минералах и почвах. В отличие от обычного фотосинтеза, в данном случае участвуют только неорганические соединения, которые не имеют отношения к деятельности живых форм.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

«Наука открывает огромные просторы для творчества»
Яна Хлюстова, Екатерина Мищенко
Об олимпиадах школьников и начале научного пути в интервью Indicator.Ru рассказала Екатерина Жигилева, студентка второго курса химического факультета МГУ им. Ломоносова.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.