Научная статья на тему 'РЕКОМБИНАЦИОННАЯ И ЭКСИТОННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК PBS, ПОКРЫТЫХ МОЛЕКУЛАМИ ТИОГЛИКОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ'

РЕКОМБИНАЦИОННАЯ И ЭКСИТОННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК PBS, ПОКРЫТЫХ МОЛЕКУЛАМИ ТИОГЛИКОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
83
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
КВАНТОВЫЕ ТОЧКИ СУЛЬФИДА СВИНЦА / СПЕКТРЫ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ / СПЕКТРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Гревцева Ирина Геннадьевна, Смирнов Михаил Сергеевич, Чирков Кирилл Сергеевич, Овчинников Олег Владимирович

В работе представлены результаты исследований закономерностей ИК люминесценции коллоидных квантовых точек PbS, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты. Люминесценция образца записывалась с помощью InGaAs фотоприёмника PDF 10C/M (ThorlabsInc., USA) и дифракционного монохроматора с решёткой 600 мм1. Для исследования температурной зависимости люминесценции образец охлаждали в азотном криостате до температуры 80 К. Обнаружено перераспределение интенсивности люминесценции между двумя пиками (1100 и 1280 нм) при понижении температуры. Показано, что для коротковолнового пика люминесценции в спектре его возбуждения присутствует пик экситонного поглощения, а стоксов сдвиг А£, стокс ~ 0.1 эВ. Напротив, в спектре возбуждения люминесценции длинноволновой полосы отсутствует экситонный пик, а его красная граница смещена в более коротковолновую сторону, что обеспечивает стоксов сдвиг более 0.3 эВ. Сделан вывод, что коротковолновая полоса люминесценции возникает в результате излучательной аннигиляции экситона, а длинноволновая рекомбинации носителей заряда на локализованных состояниях. При этом рекомбинационная люминесценция эффективно возбуждается при непосредственном поглощении излучения центром свечения. Предложена трёхуровневая схема, определяющая ИК люминесценцию коллоидных КТ PbS, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Гревцева Ирина Геннадьевна, Смирнов Михаил Сергеевич, Чирков Кирилл Сергеевич, Овчинников Олег Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TRAP STATE AND EXCITON LUMINESCENCE OF COLLOIDAL PBS QUANTUM DOTS COATED WITH THIOGLYCOLIC ACID MOLECULES

This work presents the results of studying the IR luminescence of colloid PbS quantum dots coated with molecules of thioglycolic acid. Luminescence of the sample was recorded using the InGaAs image sensor PDF 10C/M (Thorlabslnc., USA) and a diffraction monochromator with 600 mm-1 grating. To study the temperature dependence of luminescence, the sample was cooled in a nitrogen cryostat down to 80 К. A redistribution of the luminescence intensity between two peaks (1100 and 1280 nm) was identified upon a decrease in temperature. It was shown that an exciton absorption peak was present in the excitation spectrum for the short-wave luminescence peak, and the Stokes shift was AEstokes ~ 0.1 eV. On the contrary, the exciton peak was absent in the luminescence excitation spectrum of the long-wave band, and its red boundary was shifted towards the short-wave region, that provided the Stokes shift of more than 0.3 eV. It was concluded that the short-wave luminescence band appeared as a result of the radiative annihilation of an exciton, while the longwave band appeared due to the recombination of charge carriers at trap states. Trap state luminescence was effectively excited upon direct absorption of the radiation by the luminescence centre. A three-level diagram was suggested that determined the IR luminescence of colloid PbS quantum dots coated with thioglycolic acid molecules.

Текст научной работы на тему «РЕКОМБИНАЦИОННАЯ И ЭКСИТОННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК PBS, ПОКРЫТЫХ МОЛЕКУЛАМИ ТИОГЛИКОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ»

ISSN 1606-867Х (Print)

ISSN 2687-0711 (Online)

Конденсированные среды и межфазные границы

https://journals.vsu.ru/kcmf/

Оригинальные статьи

Научная статья УДК 535.37

https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11099

Рекомбинационная и экситонная люминесценция коллоидных квантовых точек PbS, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты

И. Г. Гревцева, М. С. Смирнов, К. С. Чирков, О. В. Овчинников^

Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж394018, Российская Федерация

Аннотация

В работе представлены результаты исследований закономерностей ИК люминесценции коллоидных квантовых точек PbS, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты.

Люминесценция образца записывалась с помощью InGaAs фотоприёмника PDF 10C/M (ThorlabsInc., USA) и дифракционного монохроматора с решёткой 600 мм1. Для исследования температурной зависимости люминесценции образец охлаждали в азотном криостате до температуры 80 К. Обнаружено перераспределение интенсивности люминесценции между двумя пиками (1100 и 1280 нм) при понижении температуры. Показано, что для коротковолнового пика люминесценции в спектре его возбуждения присутствует пик экситонного поглощения, а стоксов сдвиг А£,стокс ~ 0.1 эВ. Напротив, в спектре возбуждения люминесценции длинноволновой полосы отсутствует экситонный пик, а его красная граница смещена в более коротковолновую сторону, что обеспечивает стоксов сдвиг более 0.3 эВ.

Сделан вывод, что коротковолновая полоса люминесценции возникает в результате излучательной аннигиляции экситона, а длинноволновая - рекомбинации носителей заряда на локализованных состояниях. При этом рекомбинационная люминесценция эффективно возбуждается при непосредственном поглощении излучения центром свечения. Предложена трёхуровневая схема, определяющая ИК люминесценцию коллоидных КТ PbS, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты.

Ключевые слова: квантовые точки сульфида свинца, спектры люминесценции, спектры возбуждения Источник финансирования: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-12-00232, https://rscf.ru/project/22-12-00232/

Благодарности: Результаты просвечивающей электронной микроскопии на микроскопе Libra 120 были получены на оборудовании Центра Коллективного Пользования ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет». Для цитирования: Гревцева И. Г., Смирнов М. С., Чирков К. С., Овчинников О. В. Рекомбинационная и экситонная люминесценция коллоидных квантовых точек PbS, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты. Конденсированные среды и межфазные границы. 2023;25(2): 181-189. https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11099

For citation: Grevtseva I. G., Smirnov M. S. Chirkov K. S., Ovchinnikov O. V. Trap state and exciton luminescence of colloidal PbS quantum dots coated with thioglycolic acid molecules. Condensed Matter and Interphases. 2023;25(2): 182-189. https:// doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11099

И Овчинников Олег Владимирович, e-mail: ovchinnikov_o_v@rambler.ru © Гревцева И. Г., Смирнов М. С., Чирков К. С., Овчинников О. В., 2023

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

И. Г Гревцева и др. Рекомбинационная и экситонная люминесценция коллоидных квантовых точек PbS...

1. Введение

Интерес к полупроводниковым коллоидным квантовым нанокристаллам (квантовым точкам или КТ) определяется широкой сферой их потенциального применения в различных оптоэлек-тронных устройствах и системах. Полупроводниковые КТ могут применяться в оптических сенсорах, лазерных излучателях, в качестве нелинейных сред для управления интенсивностью, фазой излучения и т. д. [1-4]. Возможность применения КТ в различных устройствах обеспечивается лёгкостью настройки их спектральных и транспортных свойств, благодаря квантово-раз-мерному эффекту.

Необходимым для практического применения КТ является детальное понимание закономерностей фотопроцессов, определяющих размерно-зависимые спектрально-люминесцентные свойства. В случае нестехиометрических соединений фотопроцессы значительно усложняются участием в них локализованных состояний дефектов. PbS является одним из типичных представителей нестехиометрических полупроводников [5]. Повышенный интерес к PbS связан с возможностью его применения в ИК диапазоне, поскольку ширина запрещённой зоны массивного кристалла составляет 0.41 эВ [6] и боровский радиус экситона около 20 нм. Варьирование размеров кристаллов в диапазоне 1-20 нм даёт возможность контролировать полосы поглощения от ИК до видимого диапазона за счёт кван-тово-размерного эффекта [7-13].

Управление положением пиков люминесценции - отдельная крупная задача. Здесь наряду с изменением энергетической структуры экситонных состояний за счёт вариации размером КТ, также возникает возможность получения новых полос люминесценции, определяющихся оптическими переходами носителей заряда на локализованных состояниях [15-17]. В тоже время установление закономерностей фотопроцессов и механизмов люминесценции для разных типов полупроводниковых КТ требуется в каждом конкретном случае. Для КТ PbS наблюдающиеся экспериментальные закономерности к настоящему моменту времени оказываются весьма противоречивыми [7-13].

В работе [9] для КТ PbS, диспергированных в поливиниловых плёнках, показано, что при росте температуры от 10 до 250 К ширина эффективной запрещённой зоны уменьшается (ДБ1/ДТ = - 1.140-4 эВ/К). Напротив, для массивного PbS с ростом температуры ширина запре-

щённой зоны растёт (ДБ/ДТ = + 4.740-4 эВ/К) [18]. В спектрах люминесценции КТ сложную полосу на основании температурных зависимостей раскладывали на три пика [9] со стоксовым сдвигом (0.47, 0.25 и 0.17 эВ). Все три пика соотнесли с рекомбинацией носителей заряда на локализованных состояниях. Однако в работах [7, 8, 12, 13, 19] для пиков свечения со стоксовым сдвигом относительно пика экситонного поглощения в диапазоне от 0 до 0.6 эВ предполагается экситонный механизм люминесценции.

В работе [10] для плёнок КТ PbS, покрытых этантиолом, обнаружено два пика люминесценции. На основании данных время-разрешённой спектроскопии наведённого поглощения с фемто-секундным разрешением показан процесс термического освобождения локализованных носителей заряда. При повышении температуры в спектрах наблюдается разгорание коротковолнового пика люминесценции и затухание длинноволнового. Сделано заключение, что коротковолновый пик люминесценции соответствует излучательной аннигиляции экситона, а длинноволновый - рекомбинации на локализованных состояниях.

В работе [20] для КТ PbS сложная полоса люминесценции также была представлена суммой трёх индивидуальных составляющих. На основании анализа данных время-разрешённой люминесценции сделан вывод о том, что коротковолновый пик люминесценции определяется излу-чательной аннигиляцией экситона. Два других авторы связывают с фононными повторениями, несмотря на сильное различие в кинетике люминесценции всех трёх полос.

Таким образом, имеющиеся экспериментальные данные о закономерностях люминесценции КТ PbS весьма противоречивы.

В данной работе представлены результаты исследований закономерностей люминесценции коллоидных КТ PbS, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты (КТ PbS/TGA).

2. Экспериментальная часть 2.1. Методика синтеза

Коллоидные КТ PbS/TGA синтезированы в воде с использованием в качестве пассиватора поверхности КТ молекул тиогликолевой кислоты (TGA). Методика синтеза основана на приёмах, реализованных нами ранее для получения коллоидных растворов КТ сульфидов серебра и кадмия [14, 17]. Процесс синтеза КТ PbS заключался в смешивании 1.5 ммоль РЬ^03)2 с водным раствором тиогликолевой кислоты (3 ммоль) при

pH=9 и постоянном перемешивании. Добавление водного раствора Na2S (0.85 ммоль) к реакционной смеси приводит к появлению коричневой окраски раствора, что свидетельствует о формировании КТ PbS/TGA. Для удаления побочных продуктов реакции в водный коллоидный раствор КТ PbS вносили ацетон в соотношении объемов 1:1 и центрифугировали с последующим повторным растворением в дистиллированной воде.

2.2. Методики экспериментальных исследований

Структурные исследования образца осуществляли методами просвечивающей электронной спектроскопии (ПЭМ) с помощью микроскопа Libra 120 (CarlZeiss, Германия) с цифровым анализом ПЭМ изображений и рентгеновской дифракции. По микрофотографиям ПЭМ устанавливали дисперсию КТ в образце по размерам.

Спектры поглощения регистрировали спектрометром USB2000+ (Ocean optics) с источником излучения USB-DT (Ocean optics). Спектры люминесценции в ИК области записывали с использованием фотоприёмника PDF 10C/M (ThorlabsInc., USA) со встроенным усилителем и дифракционного монохроматора с решёткой 600 мм1. Спектры люминесценции корректировали на спектральную характеристику аппаратуры, измеренную при помощи эталонной воль-

фрамовой лампы накаливания с известной цветовой температурой.

Для получения спектров возбуждения люминесценции использовалась лампа накаливания мощностью 400 Вт и второй монохроматор с решёткой 1200 мм1, что позволяло получить область возбуждения от 500 до 1300 нм.

Для регистрации спектра люминесценции исследуемого образца при низких температурах, образец помещался в азотный криостат и охлаждался до 80 К.

3. Результаты и обсуждение

На рис. 1а представлено ПЭМ изображение исследуемых образцов КТ PbS/TGA с гистограммой распределения КТ по размерам. Видно, что предложенная методика синтеза позволяет получить отдельные наночастицы со средним размером около 3 нм. При этом дисперсия по размеру составляет примерно 25-30 %.

На рис. 1б представлена рентгеновская дифракция от образца КТ PbS для излучения СиКа с длиной 1.056 А, демонстрирующих присутствие хорошо различимых рефлексов при 25.9°, 30.1°, 43.05°, соответствующих кубической модификации кристалла PbS. Все рефлексы оказались заметно уширенными. Оценка размера кристаллитов с помощью формулы Шерера:

d =

0.91 ßcos0'

(1)

Рис. 1. ПЭМ изображение КТ PbS/TGA с гистограммой распределения по размерам (а). Рентгеновская дифракция от образца (б)

где d - размер в нм, 1 - длина волны рентгеновского излучения 0.15405 нм, р - ширина пика дифракции на половине высоты (использовали пик (220), поскольку он не перекрывается с другими рефлексами), 0 - угол Брэгга, дала величину порядка 3-3.5 нм, что хорошо соотносится с данными ПЭМ. Таким образом, синтезированный образец представляет собой набор нанокристаллов PbS средним размером около 3 нм.

На рис. 2 представлен спектр оптического поглощения КТ PbS/TGA. Край спектра поглощения, расположенный в области около 1000 нм, оказался сдвинутым в коротковолновую сторону относительно края поглощения массивного PbS (0.41 эВ или 3025 нм), что указывает на квантовое ограничение носителей заряда. В спектре поглощения отсутствует экс-итонная структура, что свойственно КТ из полупроводников с высокой степенью нестехиометрии [14]. В таком случае форма спектра поглощения определяется не только переходами между квантово-размерными состояниями на-нокристалла, но и переходами с участием локализованных состояний. Кроме того, значительный вклад в отсутствие экситонной структуры также определяется и заметной дисперсией КТ в образце по размеру.

При возбуждении излучением с длиной волны 462 нм возникает интенсивная ИК люминес-

ценция, спектр которой представлен на рис. 2. Спектр люминесценции не элементарен, в нем присутствуют как минимум два пика. Коротковолновый пик с максимумом около 1100 нм и длинноволновый - 1280 нм. Оценочно полуширина обоих пиков люминесценции заключена в пределах 0.1-0.2 эВ. Как правило, узкие пики люминесценции для КТ относят к излучательной аннигиляции экситона, однако для некоторых полупроводниковых соединений даже в случае рекомбинационного свечения также наблюдают пики люминесценции с полушириной, не превышающей 0.2 эВ [14]. В нашем случае отсутствие экситонной структуры в спектре поглощения не позволяет установить величину стоксова сдвига для обнаруженных пиков люминесценции. Для установления механизмов свечения рассмотрим спектры возбуждения люминесценции.

В отличие от спектров поглощения, которые определяются поглощением каждого на-нокристалла в образце, в формировании спектров возбуждения участвуют только те КТ, которые излучают на длине волны регистрации свечения. Это позволяет, изменяя длину волны регистрации свечения, в спектрах возбуждения люминесценции добиться селективности по длинам волн.

На рис. 3 представлены спектры возбуждения люминесценции, записанные в максимумах наблюдаемых полос. Узкие интенсивные пики в

Рис. 2. Спектры поглощения и люминесценции коллоидных растворов КТ PbS/TGA в кварцевой кювете

Рис. 3. Спектры возбуждения люминесценции

области 1100 и 1280 нм с полушириной порядка 15 нм, связаны с рассеянием возбуждающего излучения, когда его длина волны совпадает с длиной волны регистрации свечения. В спектре возбуждения люминесценции в коротковолновой полосе (1100 нм) наблюдается особенность с пиком при 990 нм. Положение и форма этого пика позволяет его связать с поглощением в основное состояние экситона. В таком случае стоксов сдвиг пика люминесценции относительно пика экситонного поглощения составляет величину 0.125 эВ. Эта величина характерна для экситон-ной люминесценции КТ PbS со средним размером около 3-3.5 нм. Напротив, в спектре возбуждения люминесценции в пике при 1280 нм экс-итонная структура не обнаруживается. При этом край полосы возбуждения расположен в области 950 нм, а величина стоксова сдвига возрастает до 0.33 эВ. Это позволяет связать длинноволновую полосу люминесценции с излучательной рекомбинацией носителей заряда на локализованных состояниях. Здесь необходимо отметить, что возбуждение рекомбинационной полосы из пика экситонного поглощения оказывается малоэффективным (в спектре возбуждения отсутствует экситонный пик поглощения). Действительно, при возбуждении излучением с длиной волны 950 нм интенсивность длинноволновой полосы значительно меньше, чем коротковол-

новой (рис. 2). Сильное поглощение локализованными состояниями по сравнению с собственным экситонным поглощением для КТ PbS также показано в работе [10].

Если предложенные механизмы люминесценции коллоидных КТ PbS/TGA (рекомбина-ционная и экситонная полосы) верны, и оба пика люминесценции принадлежат каждой КТ в образце, а не отдельным нанокристаллам, то между интенсивностью полос люминесценции должна существовать некоторая связь. Это действительно так. При охлаждении образца коллоидных КТ PbS/TGA до 80 К полоса люминесценции с максимумом при 1100 нм исчезает, а свечение в длинноволновой полосе становится более интенсивным (рис. 2). Пик длинноволновой люминесценции по мере охлаждения постепенно смещается в длинноволновую сторону от 1280 к 1380 нм, т. е. на 0.07 эВ.

Зависимость относительной интенсивности полос люминесценции от температуры указывает на принадлежность обеих полос каждому нанокристаллу в образце и позволяет сформулировать схему энергетических уровней и переходов между ними (рис. 4). Схема содержит невозбуждённое и несколько возбуждённых состояний экситона, определяющиеся основным и возбуждённым состоянием электрона и дырки на квантово-размерных уровнях нанокристал-

Рис. 4. Схема энергетических переходов в КТ PbS/TGA

И. Г Гревцева и др. Рекомбинационная и экситонная люминесценция коллоидных квантовых точек PbS.

ла. Также есть несколько уровней возбуждённого состояния центра рекомбинационной люминесценции.

Наблюдение в спектре люминесценции при комнатной температуре двух пиков объясняется тем, что при возбуждении КТ излучением с длиной волны 462 нм преимущественно происходит захват носителей заряда на возбуждённое состояние ловушки. Впоследствии носители заряда могут переходить на экситонный уровень в результате термической активации. Таким образом, носители заряда могут рекомби-нировать как с ловушечного, так и с экситонно-го уровней. Термическая активация перехода на экситонный уровень также объясняет отсутствие экситонного пика в спектре при охлаждении образца до температуры 80 К. При возбуждении КТ излучением с длиной волны 950 нм происходит прямое возбуждение экситона. Захват носителей заряда на центр рекомбинаци-онной люминесценции в таком случае является менее эффективным, чем излучательная аннигиляция экситона, что и объясняет ослабление пика, ассоциированного с люминесценцией от ловушки. Термическое возбуждение носителей заряда с центра люминесценции до экситонно-го состояния способствует росту заселённости последнего и разгоранию экситонной люминесценции при повышении температуры. Возбуждение экситонного состояния с наименьшей энергией (длина волны около 950 нм), по-видимому, соответствует нерезонансному низкоэффективному возбуждению центра свечения. При

этом процесс захвата носителей заряда из экс-итонного состояния на центр люминесценции является также медленным процессом. Низкая скорость захвата способствует доминированию экситонной люминесценции при непосредственном возбуждении излучением с длиной волны 950 нм, приходящемся на область экситон-ного пика поглощения (рис. 2).

Таким образом, обнаруженная для КТ PbS/ TGA интенсивная ИК люминесценция в двух полосах - при 1100 нм соответствует излучатель -ной аннигиляции экситона, а при 1280 нм - рекомбинации на локализованных состояниях.

4. Заключение

В работе представлены новые закономерности в ИК люминесценции коллоидных квантовых точек сульфида свинца, покрытых молекулами тиогликолевой кислоты. Обнаружено два пика люминесценции с максимумами при 1100 нм и 1280 нм. Снижение температуры до 80 К сопровождалось уменьшением интенсивности люминесценции в коротковолновой полосе и одновременным ростом интенсивности длинноволнового пика люминесценции. Кроме того, в спектрах возбуждения фотолюминесценции для двух пиков обнаружены принципиальные отличия. В спектре возбуждения коротковолнового пика люминесценции присутствует экситонная структура, а стоксов сдвиг составляет величину около 0.1 эВ. Напротив, для длинноволнового пика люминесценции экситонная структура в спектре возбуждения не обнаруже-

И. Г. Гревцева и др. Рекомбинационная и экситонная люминесценция коллоидных квантовых точек PbS...

на, а стоксов сдвиг пика люминесценции относительно длинноволнового края спектра возбуждения составил величину около 0.3 эВ. Сделан вывод, что природа коротковолнового пика (1100 нм) связанна с излучательной аннигиляцией экситона, а длинноволновый пик возникает в результате рекомбинации носителей заряда на локализованных состояниях. Сформулирована эмпирическая схема фотопроцессов, учитывающая термическое перераспределение заселённостей экситонного состояния и центра рекомбинационной люминесценции, а также особенности прямого возбуждения рекомбина-ционной люминесценции.

Заявленный вклад авторов

Гревцева И. Г. - развитие методологии, написание и редактирование текста; Овчинников О. В. - научное руководство, концепция исследования, развитие методологии, написание текста, итоговые выводы; Смирнов М. С. - концепция исследования, проведение исследования, написание обзора и редактирование текста; Чирков К. С. - проведение исследования, написание обзора

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что у них нет известных финансовых конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.

Список литературы

1. Shehab M., Ebrahim S., Soliman M. Graphene quantum dots prepared from glucose as optical sensor for glucose. Journal of Luminescence. 2017;184: 110116. http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.12.006

2. Chen F., Lin 0., Shen H., Tang A. Blue quantum dot-based electroluminescent light-emitting diodes. Materials Chemistry Frontiers. 2020;4: 1340-1365. https://doi.org/10.1039/D00M00029A

3. Bai Z., Ji W., Han D., Chen L., ... Zhong H. Hy-droxyl-terminated CuInS2 based quantum dots: toward efficient and bright light emitting diodes. Chemistry of Materials. 2016;28(4): 1085-1091. https://doi. org/10.1021/acs.chemmater.5b04480

4. Peng Y., Wang G., Yuan C., He J., Ye S., Luo X. Influences of oxygen vacancies on the enhanced nonlinear optical properties of confined ZnO quantum dots. Journal of Alloys and Compounds. 2018;739: 345-352 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.12.250

5. Sadovnikov S. I., Rempel A. A. Nonstoichiomet-ric distribution of sulfur atoms in lead sulfide structure. Doklady Physical Chemistry. 2009;428(1): 167171. https://doi.org/10.1134/S0012501609090024

6. Scanlon W. W. Recent advances in the optical and electronic properties of PbS, PbSe, PbTe and their alloys. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1959;8: 423-428. https://doi.org/10.1016/0022-3697(59)90379-8

7. Warner J. H., Thomsen E., Watt A. R., Heckenberg N. R., Rubinsztein-Dunlop H. Time-resolved photoluminescence spectroscopy of ligand-capped PbS nanocrystals. Nanotechnology. 2005;16: 175-179. https://doi.org/10.1088/0957-4484/W2/001

8. Torres-Gomez N., Garcia-Gutierrez D. F., Lara-Canche A. R., Triana-Cruz L., Arizpe-Zapata J. A., Garcia-Gutierrez D. I. Absorption and emission in the visible range by ultra-small PbS quantum dots in the strong quantum confinement regime with S-terminat-ed surfaces capped with diphenylphosphine. Journal of Alloys and Compounds. 2021;860: 158443-158454. https://doi.org/10.10Wj.jallcom.2020.158443

9. Kim D., Kuwabara T., Nakayama M. Photoluminescence properties related to localized states in colloidal PbS quantum dots. Journal of Luminescence. 2006;119-120: 214-218. https://doi.org/10.10Wj. jlumin.2005.12.033

10. Gilmore R. H., Liu Y., Shcherbakov-Wu W., ... Tisdale W. A. Epitaxial dimers and auger-assisted Detrapping in PbS Quantum Dot Solids. Matter. 2019;1(1): 250-265. https://doi.org/10.1016/j-matt.2019.05.015

11. Nakashima S., Hoshino A., Cai J., Mukai K. Thiol-stabilized PbS quantum dots with stable luminescence in the infrared spectral range. Journal of Crystal Growth. 2013;378: 542-545. https://doi. org/10.1016/j.jcrysgro.2012.11.024

12. Loiko P. A., Rachkovskaya G. E., Zachare-vich G. B., Yumashev K. V. Wavelength-tunable absorption and luminescence of SiO2-Al2O3-ZnO-Na2O-K2O-NaF glasses with PbS quantum dots. Journal of Luminescence. 2013;143: 418-422. https://doi. org/10.1016/j.jlumin.2013.05.057

13. Kolobkova E., Lipatova Z., Abdrshin A., Niko-norov N. Luminescent properties of fluorine phosphate glasses doped with PbSe and PbS quantum dots. Optical Materials. 2017;65: 124-128. https://doi. org/10.1016/j.optmat.2016.09.033

14. Smirnov M. S., Ovchinnikov O. V. IR luminescence mechanism in colloidal Ag2S quantum dots. Journal of Luminescence. 2020;227: 117526. https://doi. org/10.1016/j.jlumin.2020.117526

15. Smirnov M. S., Ovchinnikov O. V. Luminescence decay characteristics of CdS quantum dots doped with europium ions. Journal of Luminescence. 2019;213: 459-468. https://doi.org/10.10Wj.jlu-min.2019.05.046

16. Kondratenko T. S., Zvyagin A. I., Smirnov M. S., Perepelitsa A. S., Ovchinnikov O. V. Luminescence and nonlinear optical properties of colloidal Ag2S quantum

И. Г Гревцева и др. Рекомбинационная и экситонная люминесценция коллоидных квантовых точек PbS...

dots. Journal of Luminescence. 2019;208: 193-200. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.12.042

17. Кондратенко Т. С., Смирнов М. С., Овчинников О. В., ... Винокур Я. А. Размерно-зависимые оптические свойства коллоидных квантовых точек CdS, пассивированных тиогликолевой кислотой. Физика и техника полупроводников. 2018;52(9): 1015- 102 2. https://doi.org/10.21883/ FTP.2018.09.46149.8728

18. Dalven R. Electronic structure of PbS, PbSe, and PbTe. Solid State Physics. 1974;28: 179-224. https://doi.org/10.1016/S0081-1947(08)60203-9

19. Yin Q., Zhang W., Zhou Y., Wang R., Zhao Z., Liu C. High efficiency luminescence from PbS quantum dots embedded glasses for near-infrared light emitting diodes. Journal of Luminescence. 2022;250: 119065 https://doi.org/10.10Wj.jlumin.2022.119065

20. Yue F., Tomm J. W., Kruschke D. Experimental observation of exciton splitting and relaxation dynamics from PbS quantum dots in a glass matrix. Physical Review B. 2014;89: 081303(R). https://doi.org/10.1103/ PhysRevB.89.081303

Информация об авторах

Гревцева Ирина Геннадьевна, к. ф.-м. н., преподаватель кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0002-1964-1233 grevtseva_ig@inbox.ru

Смирнов Михаил Сергеевич, д. ф.-м. н., доцент, доцент кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0001-8765-0986 smirnov_m_s @таП.т

Чирков Кирилл Сергеевич, аспирант кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

https://orcid.org/0000-0003-0387-0733 kirill200598@mail.ru

Овчинников Олег Владимирович, д. ф.-м. н., профессор, профессор кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0001-6032-9295 ovchinnikov_o_v@rambler.ru Поступила в редакцию 13.09.2022; одобрена после рецензирования 29.09.2022; принята к публикации 15.11.2022; опубликована онлайн 25.06.2023.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.