Люминесцентные свойства

В оптических свойствах квантово-размерный эффект проявляется как в спектрах поглощения, так и в спектрах люминесценции, приводя к изменению длины волны люминесценции, которая соответствует энергии рекомбинации электрон-дырочной пары. Однако спектр люминесценции всегда сдвинут относительно спектра поглощения в сторону длинных волн. Этот сдвиг называют стоксовым. Данное правило объясняется двумя факторами:

1) в нанокристаллах с гексагональной структурой в оптических переходах при возбуждении иизлучении участвуют разные дырочные подзоны;

2) потеря некоторой части поглощённой энергии на тепловое движение молекулы.

Для нанокристаллов со структурой вюрцита величина стоксова сдвига в первом приближении линейно зависит от обратного радиуса наночастицы.

Схема возникновения стоксова сдвига для нанокристаллов со структурой вюрцита.

Независимо от способа возбуждения и длины волны возбуждающего света спектр люминесценции остается неизменным. Объясняется это тем, что излучательные переходы возможны лишь с низшего возбуждённого на высший основной уровень. Существует ряд различных механизмов рекомбинации носителей заряда. При этом времена жизни фотовозбужденной пары носителей заряда до рекомбинации по различным механизмам отличаются и по разному зависят от структуры и размеров квантовых точек. Так, например, время жизни электрон-дырочной пары до рекомбинации по излучательному механизму пропорционально интегралу перекрывания волновых функций носителей заряда. Это хорошо заметно при сравнении времен жизни фотовозвужденной пары электрон-дырка в квантовых точкахтипа II с различной толщиной оболочки (табл.):

Результаты аппроксимации кинетики рекомбинации ансамбля квантовых точек CdTe, CdTe/CdSe и CdTe/CdSe/CdS (в скобках указано число монослоев оболочки) суммой четырех экспонент.