Phổ hấp thụ đều bị dịch nhiều về phía sóng ngắn so với bờ hấp thụ của bán dẫn CdS khối chứng tỏ các chấm lượng tử này nằm trong chế độ giam giữ lượng tử. mạnh[r]
(1)ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG KÍCH THƯỚC LƯỢNG TỬ ĐẾN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC
CHẤM LƯỢNG TỬ CdS
Sinh viên:
Sinh viên: Phạm Thị Hương NhàiPhạm Thị Hương Nhài - Lý K40B - Lý K40B Giảng viên hướng dẫn:
(2)Một số ứng dụng chấm lượng tử bán dẫn
Phát xạ huỳnh quang chấm lượng tử CdS với kích thước khác chiếu sáng đèn tử ngoại [14]
(3)Tìm hiểu lý thuyết các chấm
lượng tử bán dẫn
Chế tạo chấm lượng tử
bán dẫn CdS bằng phương pháp hoá học
huyền phù
Nghiên cứu tính chất quang các chấm lượng
tử CdS chế tạo thông qua
các phép đo phổ hấp thụ
phổ quang huỳnh quang
(4)SỰ GIAM GIỮ LƯỢNG TỬ
Sự giam giữ lượng tử dẫn đến thay đổi mật độ trạng thái hệ thấp chiều
(E)
E
(E)
E
(E)
E
(E)
(5)Biểu thức lượng đỉnh hấp thụ thứ chấm lượng tử
Biểu thức lượng đỉnh hấp thụ thứ chấm lượng tử bánbán dẫn dẫn
Chế độ giam giữ yếu (a > 4aB):
2 2 *
1s1s g y 2
π
E = E - R +
2Ma
Chế độ giam giữ mạnh (a < aB):
2
2 B * B * *
1s1s g y y y
a a
E = E + π R - 1,786 R - 0,248R
a a *
1s1s g y
B B
a 2a
E E 8 R exp
a a
(6)Thực nghiệm
Thực nghiệm
C2H5NS hoà tan
trong methanol Cd(CH3COO)2.2H2O hoà
tan methanol
MPS
Khuấy(~1h)
Khuấy (~2h)
Dung dịch chứa chấm lượng tử
CdS
Khuấy trộn
Dung dịch nước chứa
ion S
2-Dung dịch nước chứa
ion Cd2+
AOT/Heptane AOT/Heptane
Dung dịch chứa chấm lượng tử CdS
Phương pháp A:
Sơ đồ chế tạo tinh thể nano CdS với chất bẫy MPS
Phương pháp B:
(7)Ảnh chụp hệ đo hấp thụ Jasco V – 670 (Nhật bản) - PTN Quang học Quang phổ khoa Vật lý, trường ĐHSPTN
(8)Tính chất hấp thụ của
chấm lượng tử
CdS
Tính chất huỳnh quang
các chấm lượng tử
CdS
Khảo sát độ dịch Stockes của
chấm lượng tử
CdS
Kết thảo luận
(9)1
(10)Phổ hấp thụ tinh thể nano CdS chế tạo theo phương pháp A
250 300 350 400 450 500 550 600
0 (2) (1) CdS khèi (2,482 eV) 348 372
(1) CdS V = 2/1 (2) CdS V = 1,5/1
§ é hÊ p th ơ (® .v .t .y .)
B íc sãng (nm)
R 1,37
nm R 1,48
(11)Phổ hấp thụ tinh thể nano CdS chế tạo theo phương pháp B
R 1,38
nm R 1,83
nm
250 300 350 400 450 500 550 600
0 CdS khèi (2,482 eV) 350 405 § é hÊ p th ơ (® .v .t .y .)
B íc sãng (nm)
(12)2
(13)Phổ huỳnh quang chấm lượng tử CdS chế tạo phương pháp Adưới bước sóng kích thích 370 nm nhiệt độ phịng
400 450 500 550 600 650
0 429 448 609 598 C ê ng ® é hu ún h qu an g (® .v .t .y .)
B íc sãng (nm)
(14)400 450 500 550 600 650 20 40 60 80 100 120 140 160 602 442 670 425 C ê ng ® é hu ún h qu an g (® .v .t .y .)
B íc sãng (nm)
(15)(16)3
(17)(18)(19)Kết luận
Kết luận
Kết luận
Kết luận
Phổ hấp thụ bị dịch nhiều phía sóng ngắn so với bờ hấp thụ bán dẫn CdS khối chứng tỏ chấm lượng tử nằm chế độ giam giữ lượng tử
mạnh Hạt có kích Hạt có kích thước nhỏ
thước nhỏ
sự dịch đỉnh hấp
sự dịch đỉnh hấp
thụ phía sóng
thụ phía sóng
ngắn lớn
ngắn lớn, thể hiệu ứng kích
thước lượng tử Các chấm lượng tử
CdS chế tạo theo hai phương pháp, dung
môi Methanol sử dụng chất bẫy MPS,
và dung môi Heptane sử dụng chất
bẫy AOT, với kích thước từ 2,74 đến 3,66 nm Các mẫu thu
dung dịch có màu vàng, trong, chứa
chấm lượng tử CdS
Phát xạ bề mặt chấm lượng tử CdS lớn
chứng tỏ trạng thái bề mặt chiếm
tỷ lệ lớn Vấn đề đặt phải thụ động hoá bề mặt chấm
lượng tử Bước nghiên cứu
sẽ chế tạo chấm lượng tử có cấu trúc lõi/vỏ để nâng cao hiệu suất phát xạ
các chấm lượng tử Phổ huỳnh quang
gồm hai dải phát xạ, dải hẹp phía sóng ngắn phát xạ nội
của chấm lượng tử, dải rộng phía sóng dài quy cho phát xạ
mức bề mặt Đỉnh phát xạ nội
chấm lượng tử thể rõ hiệu ứng kích
thước lượng tử: hạt hạt có kích thước
có kích thước
nhỏ phát xạ
nhỏ phát xạ
càng dịch phía
càng dịch phía
sóng ngắn
sóng ngắn
1 2 3 4 5
(20)