離散的な光学移行を持つ高発光性シリコンナノ結晶
J D Holmes1, K J Ziegler, R C Doty
1Center for Nano- and Molecular Science and Technology, Department of Chemical Engineering and Texas Materials Institute, University of Texas, Austin, Texas 78712, USA.
Journal of the American Chemical Society
|July 18, 2001
まとめ
研究者は,超臨界流体を使用して,安定した結晶性シリコン (Si) ナノ結晶を作成するための新しい方法を開発しました. これらの有機単層の受動性Siナノ結晶は,効率的な青色と緑色の光放出を示し,量子閉じ込め効果を示しています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 量子物理学とは,量子物理学のことです.
背景:
- シリコンナノ結晶 (SiNCs) は,光電子アプリケーションに有望である.
- 安定した,高度な結晶性,制御された性質を持つSi NCsを達成することは,依然として課題です.
- SiNCの量子閉じ込め効果は,それらの光学および電子特性を変化させます.
研究 の 目的:
- 堅固で結晶性のあるシリコンナノ結晶を生産するための新しい合成方法の開発.
- サイズ単分散,有機単層の受動化Si NCs.を達成するために.
- 合成されたSi NCの光学および電子特性を特徴付ける.
主な方法:
- ディフェニルシラン前駆体とオクタノールを500°Cと345 barで使用した超臨界流体法が採用されました.
- 超臨界オクタノールにおける前駆者の熱分解により,ナノ結晶の形成と被動化が促進された.
- 光学スペクトロスコーピー (吸収率,PLE) と光特性特性の特徴づけが行われました.
主要な成果:
- 比較的大きさの単分散Siナノ結晶 (直径15~40 Å) が大量に合成されました.
- オクタノールはアルコキシード結合を通じてSi NC表面を効果的に受動させ,ステリック安定化をもたらしました.
- 量子束縛による光学特性の重要な青いシフトが観察されました.
- 効率的な青色 (15 Å) と緑色 (25-40 Å) の帯域エッジフォトエミッションと,室温で最大23%の発光量子収量を達成しました.
- 電子構造は,小規模であっても,主に間接的な移行を示した.
結論:
- 開発された超臨界流体法は,堅固で結晶のSiNCを合成するのに有効です.
- 有機単層パッシベーションは,Si NCsの安定性と光学特性を高めます.
- 量子閉じ込め効果は,合成されたSi NCで明確に示され,調節可能な放出特性につながります.
