HgSeとHgCdSeのナノ結晶のインターディフュージョン強化型交換,赤外線帯域の隙間

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• 光電子機器

背景:

• コロイド半導体ナノ結晶は,特にカドミウムセレニド (CdSe) は,可視光アプリケーションでよく確立されています.
• 既存のCdSeナノ結晶は高量子収量と狭い放射線幅を提供しているが,可視スペクトルに限られている.
• 先進的なアプリケーションのために赤外線で動作する調節可能なナノクリスタル材料が必要です.

研究 の 目的:

• 赤外線スペクトルの帯域の隙間を持つ 同質で調節可能なナノ結晶を合成する
• CdSeの前駆体から水銀セレニド (HgSe) と水銀カドミウムセレニド (HgxCd1−xSe) の合金を作るための低温合金工法を開発する.
• フォトニックデバイスとバイオイメージングのための赤外線ナノ結晶の高性能とスペクトル調整性を達成する.

主な方法:

• シルバー (Ag+) 触媒を用いて,カチオン間の拡散を促進し,CdSe-HgSeシステムの合金温度を下げる.
• 均質で完全な合金を確保するために,表面リガンドをカチオン交換率を調節するために使用します.
• 発生したナノ結晶をヘテロエピタキシアルカドミウム亜鉛硫化物 (CdZnS) 殻で受動させました.

主要な成果:

• CdSe前駆体からHgSeとHgxCd1−xSe合金ナノ結晶を,著しく低温 (80°C) で合成した.
• 合金ナノ結晶は,親のCdSeナノ結晶のサイズと形を維持しながら,吸収が強化された.
• パッシブ化されたナノ結晶は,サイズ変化なしに調節可能な短波赤外線光発光 (80-91%の量子出力,約100 meVのライン幅) を示した.

結論:

• 銀の触媒と制御された表面化学は,赤外線ナノ結晶合成のための効率的な低温合金を提供します.
• 開発されたHgxCd1−xSeナノ結晶は,調節可能な赤外線放射,高量子収量,狭い線幅を提供します.
• これらの新しい赤外線ナノ結晶は赤外線光子装置や赤外線生物イメージングの応用に有望である.