Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Цветкова О. Ю., Жуков Д. Н., Смирнова Т. Д., Штыков С. Н. Синтез и некоторые свойства коллоидных квантовых точек селенида ртути // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2022. Т. 22, вып. 3. С. 262-266. DOI: 10.18500/1816-9775-2022-22-3-262-266

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 86)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
535.371

Синтез и некоторые свойства коллоидных квантовых точек селенида ртути

Авторы: 
Цветкова Ольга Юрьевна, ООО «НПП Волга»
Смирнова Татьяна Дмитриевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Штыков Сергей Николаевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Предложен синтез коллоидных квантовых точек селенида ртути с использованием в качестве прекурсора оксида ртути. Предлагаемый способ отличается использованием в реакционной смеси менее токсичного компонента – оксида ртути. Методом просвечивающей электронной микроскопии установлен средний диаметр 5–6 нм и форма квантовых точек. Представлена гистограмма распределения синтезированных наночастиц по размерам. Важным свойством синтезированных наночастиц является кристаллическая структура, установленная рентгеноструктурным анализом. Установленные свойства синтезированных нанокристаллов совпадают с литературными данными. Элементный состав наночастиц контролировали с помощью рентгеновского микроанализа. Установлено, что химический состав квантовых точек соответствует стехиометрическому соотношению элементов Hg:Se = 0,98:1,00. Кроме того, из рентгенограммы следует, что содержание кислорода идентифицировано в соединениях кремния и углерода, квантовые точки на основе HgSe не содержат следов окисления. Оптические свойства квантовых точек зависят от размера наночастиц. В случае, если средний диаметр не превышает 10 нм, частицы селенида ртути характеризуются монокристаллической структурой с внутризонным поглощением, спектральное распределение энергии которого подвергается размерному квантованию. Как видно изспектров поглощения, синтезированные наночастицы характеризуются полосами поглощения в ИК-области, в диапазоне длин волн до 40 мкм. Синтезированные квантовые точки не обладают люминесцентными свойствами, что связано, согласно литературным данным, с низкой вероятностью образования экситонов для наночастиц малых размеров (5–6 нм). 

Список источников: 
  1. Бричкин С. Б., Разумов В. Б. Коллоидные квантовые точки: синтез, свойства и применение // Успехи химии. 2016. Т. 85, № 12. С. 1297–1312. https://doi. org/10.1070/RCR4656
  2. Матюшкин Л. Б., Александрова О. А., Максимов А. И., Мошников В. А., Мусихин С. Ф. Особенности синтеза люминесцирующих полупроводниковых наночастиц в полярных и неполярных средах // Биотехносфера. 2013. Т. 2, № 28. С. 27–32.
  3. Efros A. L., Brus L. E. Nanocrystal quantum dots: from discovery to modern development // ACS Nano. 2021. Vol. 15, № 4. P. 6192–6210. https://doi. org/10.1021/acsnano.1c01399
  4. Gréboval Ch., Chu A, Goubet N., Livache C., Ithurria S. Mercury Chalcogenide Quantum Dots: Material Perspective for Device Integration // Chem. Rev. 2021. Vol. 121, № 7. P. 3627–3700. https://doi. org/10.1021/acs.chemrev.0c01120
  5. Lhuillier E., Guyot-Sionnest P. Recent Progresses in Mid Infrared Nanocrystal based Optoelectronics // IEEE J. Select Topics Quantum Electron. 2017. Vol. 23, № 5. P. 6000208. https://dx.doi.org/10.1109/JSTQE. 2017. 2690838
  6. Жуков А. Е. Лазеры и микролазеры на основе квантовых точек. СПб. : Политех-Пресс, 2019. 42 с.
  7. Yuval Y., Matthew A. Mid-IR colloidal quantum dot detectors enhanced by optical nano-antennas // Applied Physics Letters. 2017. Vol. 110, № 4. P. 041106/1– 041106/4. http://dx.doi.org/10.1063/1.4975058
  8. Xin T., Guang fu W. Plasmon resonance enhanced colloidal HgSe quantum dot fi lterless narrowband photodetectors for mid-wave infrared // J. Materials Chemistry C: Materials for Optical and Electronic Devices. 2017. Vol. 5, № 2. P. 362–369. https://doi.org/10.1039/ c6tc04248a
  9. Chu A., Greboval Ch., Goubet N. Near Unity Absorption in Nanocrystal Based Short Wave Infrared Photodetectors Using Guided Mode Resonators // ACS Photonics. 2019. Vol. 6, № 10. P. 2553–2561. https:// doi.org/10.1021/acsphotonics.9b01015
  10. Жуков Н. Д., Смирнова Т. Д., Хазанов A. А., Цветкова О. Ю., Штыков С. Н. Свойства полупроводниковых коллоидных квантовых точек, полученных в условиях управляемого синтеза // Физика и техника полупроводников 2021. Т. 55, № 12. С. 1203–1209. https://doi.org/10.21883/FTP.2021.12.51706.9704
  11. Жуков Н. Д., Гавриков М. В., Кабанов В. Ф., Ягудин И. Т. Одноэлектронный эмиссионно-инжекционный транспорт в микроструктуре с коллоидными квантовыми точками узкозонных полупроводников // Физика и техника полупроводников. 2021. Т. 55, № 4. С. 319–325. http://dx.doi.org/10.21883/ FTP.2021.04.50732.9552
  12. Martinez B., Livache C., Notemgnou L. D. M. Envi ronmentally Friendly Plasma-Treated PEDOT: PSS as Electrodes for ITO-Free Perovskite Solar Cells // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9, № 41. P. 36173–3683. https://doi.org/10.1021/acsami.7b10987
  13. Kristl M., Drofenik M. Sonochemical synthesis of nanocrystalline mercury sulfi de, selenide and telluride in aqueous solutions // Ultrason. Sonochem. 2008. Vol. 15. P. 695–699. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2008.02.007 
Поступила в редакцию: 
17.05.2022
Принята к публикации: 
31.05.2022
Опубликована: 
30.09.2022