ЛАБОРАТОРИЯ ХИМИИ И ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И СЕНСОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

  главная english русский

Проекты


проект РФФИ 12-03-00933а

  Гибридные люминесцентные материалы на основе легированных нанокристаллов полупроводников и функциональных органических стабилизаторов

          Проект ориентирован на создание и исследование новых гибридных люминесцентных материалов, состоящих из легированных нанокристаллов полупроводника и функциональной органической оболочки. Такие материалы перспективны для визуализации биологических объектов, создания лазеров и электролюминесцентных устройств. В этих материалах нанокристаллы полупроводника обеспечивают высокую эффективность поглощения возбуждающего света, примесные атомы в них – необходимые длину волны люминесценции в области минимального поглощения крови и тканей и время релаксации люминесценции, существенно превышающие время релаксации люминесценции биологических тканей. Органический стабилизатор обеспечивает стабильность нанокристаллов в биологических средах и содержит функциональные группы, дающие возможность химического присоединения к белку для последующего селективного закрепления всей структуры на клетках заданного типа.
Впервые: разработан метод синтеза функционализированных полиэтиленгликолевых лигандов на полимерном носителе; разработаны методики синтеза нанокристаллов CdSe, легированных элементами I и III групп, перспективных в качестве новых лазерных сред; проведено исследование полученных наночастиц комплексом методов.
Исследования показали, что легирование наночастиц CdSe серебром, в отличие от меди, увеличивает квантовый выход люминесценции. При низком уровне легирования (<1% Ag/Cd) в спектрах люминесценции помимо межзонной люминесценции (МЗЛ)  возникает широкая длинноволновая полоса с максимумом при 1.85 эВ. Она не возбуждается излучением с меньшей энергией, чем МЗЛ. Положение и относительная интенсивность новой полосы люминесценции не обнаруживают зависимости от размера нанокристаллов. При высоком уровне легирования (до 18% Ag/Cd) возникает другая длинноволновая полоса люминесценции, которая может быть возбуждена излучением с меньшей энергией, чем МЗЛ. Исследовано влияние состава прекурсора серебра на морфологию нанокристаллов. Варьируя природу прекурсора серебра и его количество, даже при постоянной температуре синтеза, можно управлять размером компактных (сферических, овальных) нанокристаллов в диапазоне от 3 до 12 нм или получать разветвленные нанокристаллы (мультиподы) с длинной ножек до 150 нм при диаметре ножек всего 3-4 нм. При длительном хранении золей нанокристаллов CdSe(Ag) происходит их старение. Оно проявляется в неравномерном по спектру увеличению интенсивности длинноволновой полосы относительно интенсивности МЗЛ при низком уровне легирования и, наоборот, в уменьшении интенсивности длинноволновой полосы относительно интенсивности МЗЛ при высоком уровне легирования. Показано, что одновременное введение индия и серебра замедляет процесс старения золей легированных наночастиц. Исследования уникального двойного пика МЗЛ, возникающего у нанокристаллов CdSe при легировании эрбием показали, что оба пика возникают из одного и того же возбужденного состояния. Получение двойного пика МЗЛ возможно только на разветвленных нанокристаллах. Получение двойного пика МЗЛ возможно при замене эрбия цинком и даже кадмием. Подтверждается гипотеза происхождения второго пика МЗЛ в результате рекомбинации экситона в ножке мультипода.

5. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Нанокристаллические полупроводники, квантовые точки CdSe, легирование, люминесценция, мультиподы, ПЭГ-лиганды.


web-design: ddirin@rambler.ru

© 2008-2014 Лаборатория химии и физики полупроводниковых и сенсорных материалов.