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表面电荷对单个CdSe/CdS棒状量子点发射偏振特性的影响

已有 919 次阅读 2019-9-3 09:17 |系统分类:科研笔记

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RESEARCH ARTICLE

Guo-Feng Zhang, Chang-Gang Yang, Yong Ge, Yong-Gang Peng, Rui-Yun Chen, Cheng-Bing Qin, Yan Gao, Lei Zhang, Hai-Zheng Zhong, Yu-Jun Zheng, Lian-Tuan Xiao, and Suo-Tang Jia, Influence of surface charges on the emission polarization properties of single CdSe/CdS dot-in-rodsFront.Phys. 14(6), 63601 (2019)


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https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUxODkxNjE1NQ==&mid=2247484125&idx=1&sn=cf84fd72ea24e6d29d2c67a01b6e92a2&chksm=f980d389cef75a9f4e4e3191ef7fed0f5a1ed26f85e65e4c2231d68ce84da34d1ff945168590&token=523537115&lang=zh_CN#rd 



表面电荷对单个CdSe/CdS棒状量子点发射偏振特性的影响


异质结构的CdSe/CdS棒状量子点(dot-in-rods)被认为是在可见光谱范围内最具有光电应用前景的纳米晶类型之一。CdSe/CdS棒状量子点是通过在近似球形的CdSe核周围生长棒状的CdS壳而形成的。其具有许多优异的性质,比如较高的光致发光量子产率、增强的光学增益和更大的双光子吸收截面。此外,棒状量子点具有一个特定的性质,即线偏振的带边吸收和发射。在基于CdSe/CdS棒状量子点的光电器件中,由于棒状量子点与其他材料之间的界面电荷转移使得表面电荷总是存在于棒状量子点表面。因此,探索表面电荷对CdSe/CdS棒状量子点发射偏振特性的影响对于基于偏振辐射的光学应用具有重要意义。


山西大学张国峰和肖连团、山东大学彭勇刚、北京理工大学钟海政等人实验研究了表面电荷对单个CdSe/CdS棒状量子点的发射偏振特性的影响。利用N型半导体氧化铟锡(ITO)纳米颗粒旋涂于单个CdSe/CdS棒状量子点上,由于它们之间费米能级的均衡,ITO中的电子会通过界面电子转移的方式转移到单个棒状量子点的表面,从而可以为单个棒状量子点表面进行充电。这种表面充电行为可以通过减小的光致发光强度和寿命以及抑制的光致发光闪烁的实验结果来进一步证实。实验发现单个棒状量子点的偏振度的柱状图的半高宽从0.24(在glass上)展宽为0.41(在ITO中)。为了解释该实验现象,作者通过考虑样品参数、偏振度值和表面电荷来计算单个棒状量子点的带边激子精细结构。计算结果表明,辐射态的能级顺序决定了表面电子会导致棒状量子点的偏振度倾向于增大或减小。表面电子可以导致辐射态能级之间的间隔的增加,从而可以改变辐射能态上的粒子数布居并因而改变偏振度。辐射态的能级顺序依赖于CdSe核的尺寸,通常具有较大尺度的CdSe核的量子点的偏振度在表面电子的作用下会近一步增大,反之减小。此外,不同数量的表面电子可能随机地分布在较长CdSe/CdS棒状量子点的壳上对电子空穴波函数产生异构性的影响,从而也导致展宽的偏振度柱状图。


详细内容请参阅近期发表在Frontiers of Physics 的工作Influence of surface charges on the emission polarization properties of single CdSe/CdS dot-in-rods” 


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