Козко И.   Максим Р.   Федина С.   Гридчин В.   Вячеславова Е.   Кондратьев В.   Большаков А.Д.   Карасева Е.П.  

Флуоресцентные свойства наноструктур на основе нитевидных нанокристаллов кремния, а также соединений III-V и II-VI

Докладчик: Карасева Е.П.

Флуоресцентные свойства наноструктур на основе нитевидных нанокристаллов кремния, а также соединений III-V и II-VI

Е.П. Карасева1), И.А. Козко2), М.А. Ридер3), С.В. Федина1), В.О. Гридчин1), Е.А. Вячеславова1), В.М. Кондратьев1,4), А.Д. Большаков1,4,5)
1)Алферовский университет, Санкт-Петербург
2)Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург
3)Университет ИТМО, Санкт-Петербург
4)Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Москва
5)Ереванский государственный университет, Ереван

Углеродные точки (УТ) [1] являются одним из перспективных флуоресцирующих агентов, которые в наше время активно используются в электронике [2], фотонике [3] и биологии [4]. Рассмотренные в работе УТ были синтезированы гидротермальным методом [1], в полярных и неполярных растворителях они имеют ярко выраженные флуоресцентные свойства в синем диапазоне длин волн. При перенесении УТ из растворов на планарные поверхности наблюдаются эффекты агломерации, в результате чего УТ теряют свои флуоресцентные свойства. Снижение эффекта агломерации достижимо в случае нанесения УТ на поверхности с высокой удельной площадью поверхности с образованием слоя, сопоставимого с характерными размерами одиночной углеродной точки. Перспективными материалами с высоким отношением площади поверхности по отношению к объему являются нитевидные нанокристаллы (ННК) различных материалов. ННК, используемые в данной работе, были получены методами плазмохимического травления (Si), молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) (GaP и GaN). Модификация поверхности ННК проводилась путем нанесения раствора УТ на массив ННК на 5 часов с последующим удалением растворителя потоком азота. Для каждого типа ННК была проведена оценка удельной площади поверхности на единицу площади ростовой подложки. Эффективность флуорисценции УТ на поверхности ННК определялась методом конфокальной микроскопии (Zeiss LSM 710, Carl Zeiss MicroImaging GmbH confocal microscope, Germany). С помощью полученных изображений было проведено сравнение интегральной интенсивности излучения УТ с единицы поверхности ННК для всех типов ННК. Было показано, что интегральная интенсивность излучения УТ на поверхности GaP 3 раза больше, чем на поверхности GaN, что может быть связано с различием в крситаллической решетке материалов, а также плотности упаковки атомов на фасетированных поверхностях ННК, полученных методами МПЭ. Отдельно была оценена интенсивность излучения УТ с единицы поверхности Si. Было показано, что что интегральная интенсивность излучения УТ на поверхности кремния на порядок меньше, чем у эпитаксиальных структур соединений III-V и II-VI, что может быть связано с гидрофобной природой окисленного кремния в приповерхностной области ННК.
Результаты работы интересны с точки зрения возможности использования разработанных протоколов модификации ННК углеродными покрытиями для создания высокоэффективных светоизлучающих и фоточувствительных наноструктур.
Литература
    1. Maria Stepanova. Magneto-Luminescent Nanocomposites Based on Carbon Dots and Ferrite with Potential for Bioapplication // Nanomaterials. 2022. 12 (9): 1396.
    2. Hao Liu. Realizing High Efficiency and High Color Quality for All-Fluorescence White Organic Light-Emitting Diodes by Interlayer-Sensitizing Configuration with Electron-Capturing Agent // Advanced functional materials. 2023. V. 31(52): 2309770.
    3. Kyungtaek Min. Enhanced fluorescence from CdSe/ZnS quantum dot nanophosphors embedded in a one-dimensional photonic crystal backbone structure // Nanoscale. 2014. V. 6, P 14531–14537.
    4. Nadezhda Besedina. Persistent red blood cells retain their ability to move in microcapillaries under high levels of oxidative stress // Communications biology. 2022. V. 5. P. 1–93.


К списку докладов