Перколяцiйнi пороги та люмiнесценцiя плiвок на основi бiнарних сумiшей сферичних частинок, покритих квантовими точками
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe62.10.0874Ключові слова:
квантовi точки, плiвки, люмiнесценцiяАнотація
У статтi проаналiзованi експериментальнi результати дослiдження плiвок на основi бiнарних сумiшей чистих субмiкронних сфер SiO2 (SP) та вкритих квантовими точками CdS (NP) з рiзними величинами покриття та спiввiдношення концентрацiй SP : NP. Дослiдження часiв седиментацiї водних суспензiй SP, NP та їх сумiшей, а також аналiз їх спектрiв поглинання та фотолюмiнесценцiї дозволило виявити два перколяцiйних порога екситонiв: квазiдвовимiрний (2D) та об’ємний (3D). Перший виникає на поверхнi NP частинок у масивi квантових точок CdS при критичнiй величинi покриття, коли хвильова функцiя екситонiв охоплює всю поверхню NP частинок. Другий — у площинi плiвок при пороговiй концентрацiї NP частинок у бiнарнiй сумiшi. Фазовий перехiд виникає тiльки за умови, коли система одночасно знаходиться вище обох порогiв, що добре проявляється у вiдповiдних оптичних спектрах зразкiв.
Посилання
D. Stauffer, A. Aharony. Introduction to Percolation Theory (Taylor and Francis, 1992) [ISBN: 0748400273].
N. Johner, C. Grimaldi, I. Balberg, P. Ryser. Transport exponent in a three-dimensional continuum tunnelingpercolation model. Phys. Rev. B 77, 174204 (2008).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.77.174204
I. Balberg, J. Jedrzejewski, E. Savir. Electrical transport in three-dimensional ensembles of silicon quantum dots. Phys. Rev. B 83, 035318 (2011).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.035318
I. Balberg. Electrical transport mechanisms in threedimensional ensembles of silicon quantum dots. J. Appl. Phys. 110, 061301 (2011).
https://doi.org/10.1063/1.3637636
A. Coniglio, U. De Angelis, A. Forlani, G. Lauro. Distribution of physical clusters. J. Phys. A 10, 219 (1977).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/10/2/011
A. Coniglio, U. De Angelis, A. Forlani. Pair connectedness and cluster size. J. Phys A 10, 1123 (1977).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/10/7/011
G.H. Wu, Y.C. Chiew. Selective particle clustering and percolation in binary mixtures of randomly centered spheres. J. Chem. Phys. 90, 5024 (1989).
https://doi.org/10.1063/1.456545
E. Dickinson. Simple statistical thermodynamic model of the heteroaggregation and gelation of dispersions and emulsions. J. Colloid Interf. Sci. 356, 196 (2011).
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2011.01.036
Y.C. Chiew, E.D. Glandt. Percolation behaviour of permeable and of adhesive spheres. J. Phys. A 16, 2599 (1983).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/16/11/026
N. Seaton, E.D. Glandt. Aggregation and percolation in a system of adhesive spheres. J. Chem. Phys. 86, 4668 (1987).
https://doi.org/10.1063/1.452707
J. Wang, I.L. McLaughlin, M. Silber. Percolation in binary mixtures with strong attraction between unlike particles. J. Phys.: Condens. Matter 3, 5603 (1991).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/3/29/013
Y.C. Chiew, G. Stell, E.D. Gland. Clustering and percolation in multicomponent systems of randomly centered and permeable spheres. J. Chem Phys. 83, 761 (1985).
https://doi.org/10.1063/1.449490
A.L.R. Bug, S.A. Safran, G.S Grest, I. Webman. Do interactions raise or lower a percolation threshold? Phys. Rev. Lett. 55, 1896 (1985).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.55.1896
K.S. Deepa, S.K. Nisha, P. Parameswaran, M.S. Sebastian, J. James. Effect of conductivity of filler on the percolation threshold of composites. Appl. Phys. Lett. 94, 142902 (2009).
https://doi.org/10.1063/1.3115031
B. Nettelblad, E. M˚artensson, C. Onneby, U. G¨afvert, ¨ A. Gustafsson. Two percolation thresholds due to geometrical effects: experimental and simulated results. J. Phys. D 36, 399 (2003).
https://doi.org/10.1088/0022-3727/36/4/312
H.E. Roman. A continuum percolation model for dispersed ionic conductors. J. Phys.: Condens. Matter 2, 3909 (1990).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/2/17/002
E. Roman, A. Bunde, W. Dieterich. Conductivity of dispersed ionic conductors: A percolation model with two critical points. Phys. Rev. B 34, 3439 (1986).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.34.3439
N.V. Bondar, M.S. Brodin, N.A. Matveevskaya. Photoluminescence and exciton confinement in porous disordered films. Fiz. Tekh. Poluprovodn. 50, 369 (2016) (in Russian).
https://doi.org/10.1134/S1063782616030039
N.V. Bondar, M.S. Brodyn. Spectroscopy of semiconductor quantum dots. Physica E 42, 1549 (2010).
https://doi.org/10.1016/j.physe.2009.12.043
N.V. Bondar, M.S. Brodin, N.A. Matveevskaya. Quantumsize effect and exciton percolation in porous and disordered films on the basis of spherical "core/shell" elements. Ukr. Fiz. Zh. 60, 649 (2015) (in Ukrainian).
Z. Adamczyk. Particles at Interfaces: Interactions, Deposition, Structure (Academic Press, 2006) [ISBN: 9780123705419].
M. Alonso, M. Satoh, K. Miyanami. The effect of random positioning on the packing of particles adhering to the surface of a central particle. Powder Technol. 62, 35 (1990).
https://doi.org/10.1016/0032-5910(90)80020-Y
D. Scott, Ch.A. Tout. Nearest neighbour analysis of random distributions on a sphere. Mon. Not. R. Astron. Soc. 241, 109 (1989).
https://doi.org/10.1093/mnras/241.2.109
R. Hogg. Collision efficiency factors for polymer flocculation. J. Colloid Interf. Sci. 102, 232 (1984).
https://doi.org/10.1016/0021-9797(84)90215-7
D. Bouvard, F.F. Lange. Relation between percolation and particle coordination in binary powder mixtures. Acta Metal. Mater. 39, 3083 (1991).
https://doi.org/10.1016/0956-7151(91)90041-X
R.M. German. Coordination number changes during powder densification. Powder Tech. 253, 368 (2003).
https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.12.006
C.L. Feng, A.B. Yu. Quantification of the relationship between porosity and interparticle forces for the packing of wet uniform spheres. J. Colloid Interf. Sci. 231, 136 (2000).
https://doi.org/10.1006/jcis.2000.7103
Semiconductor Nanocrystals: From Basic Principles to Applications, edited by A.L. Efros, D.L. Lockwood, L. Tsybeskov (Springer, 2003) [ISBN: 978-1441934024].
K.S. Deepa, M.T. Sebastian, J. James. Effect of interparticle distance and interfacial area on the properties of insulator-conductor composites. Appl. Phys. Lett. 91, 202904 (2007).
https://doi.org/10.1063/1.2807271
A. Oleinikova, N. Smolin, I. Brovchenko, A. Geiger, R. Winter. Formation of spanning water networks on protein surfaces via 2D percolation transition. J. Phys. Chem. B 109, 1988 (2005).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
