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半導体ナノ粒子超格子構造の新規光物性の解明と機能創製

阐明半导体纳米粒子超晶格结构的新颖光学特性和功能创建

基本信息

批准号：
19J13666
负责人：
李ヨン信
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

水熱合成法により半導体ナノ粒子を作製した。その際、長さが約0.5 nmと非常に短いN-アセチル-L-システイン(NAC)を配位子として用いた。さらに、NACが有するNH基とCOOH基間で生じる化学結合を利用してナノ粒子同士が近接した超格子構造を作製した。ナノ粒子がランダムに分散した溶液試料と超格子構造の光吸収スペクトルを測定した。溶液試料に比べて、超格子構造の吸収ピークが低エネルギー側にシフトする振る舞いが観測された。これは、近接したナノ粒子間で波動関数が結合し、より安定な電子状態が形成されたことを反映している。同様の試料について、発光励起(PLE)スペクトルの受光エネルギー依存性を測定した。溶液試料ではサイズ分布がある中で、受光エネルギーに対応するサイズの信号が選択的に検出されるため、受光エネルギーによってPLEピークがシフトする。対して、超格子構造では受光エネルギーを変えてもPLEピークはシフトしない。これは、異なる受光エネルギーでも同一の励起状態からの発光が検出されていることを反映している。すなわち、電子状態が拡張したミニバンドの形成が示された。このようなナノ粒子超格子構造の発光メカニズムを解明するために、光学特性の温度依存性を系統的に調べた。吸収ピークと発光ピークの差で定義されるストークスシフトに着目すると、温度上昇に伴いストークスシフトが小さくなる振る舞いが観測された。また、発光減衰プロファイルの受光エネルギー依存性を調べた結果、高エネルギー側で受光するほど発光減衰プロファイルが速い減衰を示すことがわかった。さらに、温度上昇に伴い発光減衰プロファイルの受光エネルギー依存性が小さくなる振る舞いを観測した。これらの実験結果について、励起子の拡張状態および弱局在状態を考慮したモデルに基づき解析を行うことで、ナノ粒子超格子構造の発光メカニズムを初めて実験的に明らかにした。

Hydrothermal synthesis of semiconductor particles The length of the ligand is about 0.5 nm. In addition, NAC has a chemical bond between NH and COOH groups, and a superlattice structure is formed by using particle proximity. The particle size distribution of the solution sample and the optical absorption of the superlattice structure were measured. The solution sample is characterized by high absorption, high lattice structure and low vibration. The ratio of particles to particles is closely related to the formation of stable electronic states. For the same sample, the dependence of the sample on light emission and excitation (PLE) was determined. The solution sample is distributed in the middle of the sample, and the light is detected in the sample signal. For example, if you want to buy a car, you can buy a car. This is the same excitation state, the same emission state, and the same reflection state. The electronic state of the crystal is changed into a state of tension. The optical properties of the particle superlattice structure are systematically tuned to understand the optical properties and temperature dependence. The difference between absorption and emission is defined by the temperature rise and the vibration. The sensitivity of light emission attenuation to light emission is adjusted. The sensitivity of light emission attenuation to light emission is adjusted. The sensitivity of light emission attenuation is adjusted. In addition, temperature rise is accompanied by light attenuation, light absorption and light dependence. The results of this study include: (1) the initial state of excitation;(2) the initial state of excitation;(3) the initial state of excitation; and (4) the initial state of excitation.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fabrication of CdTe quantum dot superlattices

CdTe 量子点超晶格的制造

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yong-Shin Lee;Yoshiki Tanabe;Masahiro Shibuta;DaeGwi Kim
通讯作者：
DaeGwi Kim

Coupled electronic states in CdTe quantum dot assemblies fabricated by utilizing chemical bonding between ligands

利用配体之间的化学键制造的 CdTe 量子点组件中的耦合电子态

DOI：
10.1039/d0nr00194e
发表时间：
2020
期刊：
Nanoscale
影响因子：
6.7
作者：
Lee Yong-Shin;Ito Tatsuya;Shimura Kunio;Watanabe Taichi;Bu Hang-Beom;Hyeon-Deuk Kim;Kim DaeGwi
通讯作者：
Kim DaeGwi

Fabrication of CdTe quantum dot superlattices and their optical properties

CdTe量子点超晶格的制备及其光学性能