| 1 |
5 февраля 2016 г.-31 декабря 2016 г. |
Рост ультратонких гетеропереходов полуметалл-полупроводник на основе квазидвумерных наночастиц |
| Результаты этапа: Разработаны методики коллоидного синтеза квазидвумерных наночастиц CdTe и CdSe с толщиной 1-2 нм, а также наночастиц с гетеропереходом CdSe/Sn и CdTe/Sn на основе квазидвумерных наночастиц. Систематически изучено влияние условий синтеза на размеры, фазовый состав, морфологию и оптические свойства синтезированных наночастиц.
Исследованы in-situ процессы эволюции оптических свойств квазидвумерных наночастиц CdSe в ходе роста методом спектроскопии поглощения. Показано, что уменьшение температуры роста приводит к формированию более тонких наночастиц, причем соотношение между популяциями с толщинами 1.5 и 1.2 нм увеличивается в сторону последней. Определены температурные границы роста наночастиц, содержащих только чистые единичные популяции.
Впервые обнаружено, что для квазидвумерных наночастиц CdTe и CdSe помимо экситонных полос в видимом диапазоне наблюдаются ярко выраженные полосы поглощения в УФ области, которые можно соотнести с экситонными переходами E1, E1+1 и E2. Возможность наблюдения экситонных переходов в УФ области обусловлена характерным распределением плотности электронных состояний в квазидвумерных наночастицах. Показан размерно-зависимый сдвиг энергии полос поглощения экситонных серий E1 и E2 в зависимости от толщины квазидвумерных наночастиц.
Проведены поисковые исследования условий роста доменов олова на квазидвумерных наночастицах CdTe и CdSe, что позволило найти условия формирования наночастиц CdTe/Sn и CdSe/Sn. Изучено влияние типа растворителя (апротонные полярные и неполярные растворители) и стабилизаторов (карбоксильные кислоты).
Показано, что рост доменов олова контролируемо может быть проведен в среде тетрагидрофурана с использованием восстановления соли двухвалентного олова тетрабутиламмоний боргидридом. По данным ПЭМ наблюдалось формирование доменов олова с размером 10-20 нм, причем в случае наночастиц CdSe домены олова росли во внутренней полости наночастиц, изначально свернутых в тубулено-подобные структуры. Методом рентгеновской дифракции идентифицировано образование фазы металлического олова. Обнаружено, что в случае наночастиц CdTe наблюдается образование фазы CdSn3Te4, что обусловлено реакцией катионного замещения. В спектрах поглощения наблюдалось уширение экситонные полос, отвечающих квазидвумерным наночастицам, причем спектральное положение полос практически не изменялось.
|
| 2 |
1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. |
Рост ультратонких гетеропереходов полуметалл-полупроводник на основе квазидвумерных наночастиц |
| Результаты этапа: На втором этапе выполнения проекта разработаны методики синтеза наночастиц CdSe, CdSe/TGA, CdSe/SnO2 и CdSe/TiO2 с заданной толщиной 1-2 нм и латеральным размером порядка 100-200 нм. Изучено влияние условий синтеза на свойства получаемых наночастиц. Проведен анализ размеров и морфологии, элементного и фазового состава полученных наночастиц методами ПЭМ, рентгеновской и электронной дифракции, рентгено-флуоресцентного анализа, ИК-спектроскопии в зависимости от условий синтеза.
Найдены условия воспроизводимого синтеза самой тонкой 1,2 нм популяции наночастиц CdSe с выраженной люминесценцией в УФ диапазоне. Обнаружено формирования морфологически совершенных листов с латеральными размерами порядка 100 нм, свернутых в рулоны. Совершенная кристаллическая структура типа сфалерита с тетрагональным искажениемподтверждена комбинацией методов ПЭМВР, рентгеновской дифракции и EXAFS. Найдены уловия обмена карбоксилатного лиганда на тиогликолевую кислоту, приводящее с сдвигу экситонных полос в красную область с одновременным уширением полос в результате увеличения экситон-фононного взаимодействия. С использованием полученных наночастиц получены гетероструктуры CdSe/TiO2 модифицированным методом Штробера. Показан сдвиг полос экситонного поглощения в красную область.
Полученные наночастицы CdSe с выраженной люминесценцией в УФ диапазоне представляют интерес как узкополосные люминоворы в УФ диапазоне. |
| 3 |
1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. |
Рост ультратонких гетеропереходов полуметалл-полупроводник на основе квазидвумерных наночастиц |
| Результаты этапа: На третьем этапе выполнения проекта синтезированы наночастицы тонких популяций CdSe396 и CdSe463 с заданной толщиной 1-2 нм и латеральным размером порядка 100-200 нм. Проанализированы оптические свойства и кристаллическая структура методами рентгеновской и электронной дифракции, КР- и дальней ИК-спектроскопии. Проведен систематический обмен лигандов из ряда тиол-содержащих соединений для тонких популяций наночастиц CdSe. Проведен анализ состава, кристаллической структуры, морфологии и оптических свойств полученных наночастиц комплексом методов FTIR, рентгеновской и электронной дифракции, ПЭМ, оптической спектроскопии. Изучена стабильность и фотостабильность тонких популяций наночастиц CdSe методами оптической спектроскопии. Показано, образование конъюгатов наночастицы-белок для белков ряда альбуминов повышает стабильность наночастиц в водном растворе. Полученные двумерные наночастицы тонких популяций CdSe представляют интерес как узкополосные люминоворы. |
