Спектральні характеристики пасивованих квантових точок CdTe з координатно-залежними параметрами
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe68.1.38Ключові слова:
квантовi точки, координатно-залежна ефективна маса, телурид кадмiюАнотація
Теоретичнi дослiдження енергетичного спектра квантових точок часто проводяться методом ефективної маси, у якому вiдповiднi параметри розрахунку задаються об’ємними значеннями матерiалу як самої точки, так i її оточення. В данiй роботi ефективна маса є координатно-залежною функцiєю, а її залежнiсть вiд координати визначено виходячи з атомної структури квантової точки, яка, у свою чергу, розрахована методом функцiонала густини. Розглянуто як непасивованi, так i квантовi точки, пасивованi тiол-глiколевою кислотою.
Посилання
D. Korbutiak, O. Kovalenko, S. Budzuliak, O. Melnychuk. Nanostructures of A2B6 semiconductors: Monograph (Nizhyn Mykola Gogol State University, 2020) [ISBN: 978-617-527-223-7].
Z. Pan, H. Rao, I. Mora-Ser'o, J. Bisquert, X. Zhong. Quantum dot-sensitized solar cells. Chem. Soc. Rev. 47, 7659 (2018).
https://doi.org/10.1039/C8CS00431E
Y. Zhou, H. Zhao, D. Ma, F. Rosei. Harnessing the properties of colloidal quantum dots in luminescent solar concentrators. Chem. Soc. Rev. 47, 5866 (2018).
https://doi.org/10.1039/C7CS00701A
H. Zhao, F. Rosei. Colloidal Quantum dots for solar technologies. Chem. 3, 229 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2017.07.007
D. Korbutyak, O. Kovalenko, S. Budzulyak, S. Kalytchuk, I. Kupchak. Light-emitting properties of A2B6 semiconductor quantum dots. Ukr. J. Phys. Reviews 7, 48 (2012).
A. Dmytruk, I. Dmitruk, Y. Shynkarenko, R. Belosludov, A. Kasuya. ZnO nested shell magic clusters as tetrapod nuclei. RSC Adv. 7, 21933 (2017).
https://doi.org/10.1039/C7RA01610G
N.V. Bondar, M.S. Brodyn, N.A. Matveevskaya, T.G. Beynik. Efficient and sub-nanosecond resonance energy transfer in close-packed films of ZnSe quantum dots by steadystate and time-resolved spectroscopy. Superlattices and Microstructures 138, 106382 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.spmi.2019.106382
A.E. Raevskaya, O.L. Stroyuk, D.I. Solonenko, V.M. Dzhagan, D. Lehmann, S.Y. Kuchmiy, V.F. Plyusnin, D.R.T. Zahn. Synthesis and luminescent properties of ultrasmall colloidal CdS nanoparticles stabilized by Cd(II) complexes with ammonia and mercaptoacetate. J. Nanopart. Res. 16, 2650 (2014).
https://doi.org/10.1007/s11051-014-2650-5
N. Reilly, M. Wehrung, R.A. O'Dell, L. Sun. Ultrasmall colloidal PbS quantum dots. Mater. Chem. Phys. 147, 1 (2014).
https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2014.04.026
F. Cheng, M. Yu, L. Jia, Q. Tian, J. Zhang, B. Kim, X. Zhao. Ultra-small PbSe quantum dots synthesis by chemical nucleation controlling. J. Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 36, 478 (2021).
https://doi.org/10.1007/s11595-021-2433-7
B. Talluri, E. Prasad, T. Thomas. Ultra-small (r < 2 nm), stable (>1 year) copper oxide quantum dots with wide band gap. Superlattices and Microstructures 113, 600 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.spmi.2017.11.044
M. Valakh, V. Dzhagan, A. Raevskaya, S. Kuchmiy. Optical investigations of ultra-small colloidal nanoparticles and heteronanoparticles based on II-VI semiconductors. Ukr. J. Phys. 56, 1080 (2022).
A.L. Rogach, A. Kornowski, M. Gao, A. Eychm¨uller, H. Weller. Synthesis and characterization of a size series of extremely small thiol-stabilized CdSe nanocrystals. J. Phys. Chem. B 103, 3065 (1999).
https://doi.org/10.1021/jp984833b
T. Takagahara. Effects of dielectric confinement and electron-hole exchange interaction on excitonic states in semiconductor quantum dots. Phys. Rev. B 47, 4569 (1993).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.4569
I.M. Kupchak, Y.V. Kryuchenko, D.V. Korbutyak, A.V. Sachenko, E.B. Kaganovich, E.G. Manoilov, E.V. Begun. Exciton states and photoluminescence of silicon and germanium nanocrystals in an Al2O3 matrix. Semiconductors 42, 1194 (2008).
https://doi.org/10.1134/S1063782608100096
R. Arraoui, A. Sali, A. Ed-Dahmouny, M. Jaouane, A. Fakkahi. Polaronic mass and non-parabolicity effects on the photoionization cross section of an impurity in a double quantum dot. Superlattices and Microstructures 159, 107049 (2021).
https://doi.org/10.1016/j.spmi.2021.107049
F. Long, W.E. Hagston, P. Harrison, T. Stirner. The structural dependence of the effective mass and Luttinger parameters in semiconductor quantum wells. J. Appl. Phys. 82, 3414 (1997).
https://doi.org/10.1063/1.365657
S.K. Bhattacharya, A. Kshirsagar. Ab initio calculations of structural and electronic properties of CdTe clusters. Phys. Rev. B 75, 035402 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.035402
M.M. Sigalas, E.N. Koukaras, A.D. Zdetsis. Size dependence of the structural, electronic, and optical properties of (CdSe) n, n = 6-60, nanocrystals. RSC Advances 4, 14613 (2014).
https://doi.org/10.1039/C4RA00966E
P.J. Stephens, F.J. Devlin, C.F. Chabalowski, M.J. Frisch. Ab initio calculation of vibrational absorption and circular dichroism spectra using density functional force fields. J. Phys. Chem. 98, 11623 (1994).
https://doi.org/10.1021/j100096a001
W.R. Wadt, P.J. Hay. Ab initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for main group elements Na to Bi. J. Chem. Phys. 82, 284 (1985).
https://doi.org/10.1063/1.448800
M.W. Schmidt, K.K. Baldridge, J.A. Boatz, S.T. Elbert, M.S. Gordon, J.H. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K.A. Nguyen, S. Su et al. General atomic and molecular electronic structure system. J. Computational Chem. 14, 1347 (1993).
https://doi.org/10.1002/jcc.540141112
P. Giannozzi, O. Baseggio, P. Bonf'a, D. Brunato, R. Car, I. Carnimeo, C. Cavazzoni, S. de Gironcoli, P. Delugas, F. Ferrari Ruffino et al. Quantum ESPRESSO toward the exascale. J. Chem. Phys. 152, 154105 (2020).
https://doi.org/10.1063/5.0005082
J.D. Pack, H.J. Monkhorst. "Special points for Brillouinzone integrations" - a reply. Phys. Rev. B 16, 1748 (1977).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.16.1748
M. Methfessel, A.T. Paxton. High-precision sampling for Brillouin-zone integration in metals. Phys. Rev. B 40, 3616 (1989).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.40.3616
A. Puzder, A. J. Williamson, F. Gygi, G. Galli. Self-healing of CdSe nanocrystals: first-principles calculations. Phys. Revi. Lett. 92, 1 (2004).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.217401
A. Keshavarz, N. Zamani. Optical properties of spherical quantum dot with position-dependent effective mass. Superlattices and Microstructures 58, 191 (2013).
https://doi.org/10.1016/j.spmi.2013.03.014
H. Sari, E. Kasapoglu, S. Sakiroglu, I. S¨okmen, C.A. Duque. Effect of position-dependent effective mass on donor impurity-and exciton-related electronic and optical properties of 2D Gaussian quantum dots. Europ. Phys. J. Plus 137, 341 (2022).
https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-022-02491-3
J.-M. L'evy-Leblond. Position-dependent effective mass and Galilean invariance. Phys. Rev. A 52, 1845 (1995).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.52.1845
M. Sebawe Abdalla, H. Eleuch. Exact solutions of the position-dependent-effective mass Schr¨odinger equation. AIP Advances 6, 055011 (2016).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
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}
