Джаган В. М. Ефекти просторового обмеження в фононних та електронних збудженнях колоїдних нанокристалів А2В6

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0519U000183

Здобувач

Спеціальність

  • 01.04.10 - Фізика напівпровідників і діелектриків

13-03-2019

Спеціалізована вчена рада

Д 26.199.02

Інститут фізики напівпровідників імені В.Є.Лашкарьова НАН України

Анотація

Оптичними спектроскопічними методами досліджено ефекти просторового обмеження та поверхні в фононних та електронних збудженнях в нанокристалах (НК) А2В6, сформованих методами колоїдної хімії. Експериментально встановлена залежність частоти оптичних фононів, форми смуг комбінаційного розсіян-ня світла (КРС) та величини електрон-фононної взаємодії від розміру НК в області розмірів 2-5 нм. При розмірах НК менших 2 нм, їх фононний спектр за-знає якісних змін, що вказує на структурну перебудову і підтверджує теоретичні передбачення щодо структурної релаксації в НК ультрамалих розмірів, в яких має місце переважання поверхневих атомів над "об’ємними". Показано, що використання різних лігандів для стабілізації НК і умов збудження спектрів КРС впливає на отримані фононні спектри, пояснюючи таким чином значний розкид відповідних експериментальних даних у літературі. Вперше описано особливість в спектрі КРС НК, що знаходиться вище максимальної частоти оптичних фононів відповідного масивного кристала. Дана спектральна особливість зростає за інтенсивністю зі зменшенням розмірів НК і пояснена проявом густини фононних станів пов'язаних з поверхневими зв’язками. Для НК типу ядро-оболонка CdSe/CdS і CdSe/ZnS встановлено факт інтердифузії на гетероінтерфейсі, що охоплює приблизно 3-4 моношари. Систематично досліджено еволю-цію механічних напружень в НК типу ядро-оболонка як функцію товщини оболонки. Встановлено, що формування оболонки зумовлює також суттєві зміни у фононному спектрі ядра. Зокрема, це звуження смуги LO-фонона ядра, зумов-лене зменшенням структурної неоднорідності на поверхні ядра при формуванні інтерфейсу з оболонкою. Виявлене зменшення відносної інтенсивності смуги 2LO свідчить про кардинальне ослаблення ЕФВ для фононів ядра, що пояснюється суттєвим зменшенням перекриття електронної хмари з фононами ядра в результаті її часткового тунелювання в оболонку. Вперше досліджено фононні спектри двомірних НК типу "ядро-оболонка". Виявлено їх якісні відмінності від спектрів такого типу гетеро-НК сферичної форми. Отримані експериментальні дані вказують, зокрема, на прояв в спектрах КРС двомірних НК коливних мод змішаного характеру, що передбачалися теоретично і для сферичних НК, але експериментальне їх підтвердження усладнювалося спектральним уширенням пов'язаним з дисперсією сферичних НК за розмірами. Відпрацьована на НК типу "ядро-оболонка" А2В6 методика структурних досліджень на основі аналізу фононних спектрів вперше успішно застосована до систем на основі більш складних, але надзвичайно актуальних з прикладної точки зору, таких як CuInS(e)2/ZnS та Zn-Cu-In-S/ZnS. Встановлено резонансний характер формування фононних спектрів таких гетеро-НК, при безструктурному характері їх опти-чних спектрів. Ключові слова: напівпровідникові нанокристали А2В6, фонони, комбінаційне розсіювання світла, структура "ядро–оболонка", фотолюмінесценція, оптичне поглинання.

Файли

Схожі дисертації

0523U100013

Луньов Сергій Валентинович

Вплив дефектної структури на електричні та тензоелектричні властивості монокристалів n-Ge та n-Si та плівкових наноструктур на їх основі

0522U100117

Птащенко Федір Олександрович

Вплив віддаленої взаємодії між домішковими атомами та поверхневими дефектами на процес формування, провідність та сенсорну чутливість до молекул NO2 і NH3 поруватого кремнію та інших кремнієвих структур.

0421U104048

Микитюк Тарас Іванович

Електричні, оптичні та фотоелектричні процеси в тонкоплівкових гетероструктурах CdS/CdMgTe

0521U102010

Борковська Людмила Володимирівна

Електронні та іонні процеси в світловипромінюючих напівпровідникових матеріалах на основі сполук А2В6 і А3В5

0521U101814

Коротєєв Вадим Вячеславович

Ефекти взаємодії терагерцового випромінювання з сильно нерівноважним електронним газом в об'ємних та низькорозмірних напівпровідникових структурах