Атомная и электронная структура квантовых точек на основе
(Стр. 128-137)

Подробнее об авторах
Заводинский Виктор Григорьевич доктор физико-математических наук, профессор; ведущий научный сотрудник
Хабаровское отделение Института прикладной математики Дальневосточного отделения Российской академии наук
г. Хабаровск, Российская Федерация Горкуша Ольга Александровна кандидат физико-математических наук; старший научный сотрудник; Хабаровское отделение Института прикладной математики Дальневосточного отделения Российской академии наук; г. Хабаровск, Российская Федерация
Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного
г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Оплатить 390 руб. (Картой) Оплатить 390 руб. (Через QR-код)

Нажимая на кнопку купить вы соглашаетесь с условиями договора оферты

Аннотация:
В рамках теории функционала плотности выполнены сравнительные расчеты полной энергии и электронных состояний наночастиц CdnSen со структрой трех типов: вюрцит, сфалерит и NaCl. Показано, что при n ≤ 72 энергетически выгодно формирование структуры типа NaCl. Однако экстраполяция величин энергии, приходящейся на пару атомов Cd–Se, показывает, что при n > 130 (что соответствует размеру около 2 нм) частицы со структурой типа «вюрцит» могут быть более выгодны, чем частицы со структурой NaCl. Исследована электронная структура наночастиц CdnSen, CdnSn и ZnnSn, а также квантовых точек CdSe/CdS и CdSe/CdS/ZnS. Показано, что оболочка ZnS не только увеличивает ширину запрещенной зоны квантовой точки, но и существенно повышает интенсивность ее излучения за счет появления электронных состояний вблизи запрещенной зоны.
Образец цитирования:
Заводинский В.Г., Горкуша О.А. Атомная и электронная структура квантовых точек на основе CdSe // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 1. С. 128-137. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-1-128-137
Список литературы:
Rani S., Thanka Rajan S., Shanthi J. et al. Review on the materials properties and photoelctrochemical (PEC) solar cells of CdSe, Cd 1 × Zn × Se, Cd 1 × In × Se, thin films. Materials Science Forum. 2015. No. 832. Pp. 1–27. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.832.1.
Talapin D.V., Nelson J.H., Shevchenko E.V. et al. Seeded growth of highly luminescent CdSe/CdS nanoheterostructures with rod and tetrapod morphologies. Nanoletters. 2007. Vol. 7. No. 10. Pp. 2951–2959.
Ying Luo, Lin-Wang Wang. Electronic Structures of the CdSe/CdS Core-Shell Nanorods. ACS Nano. 2010. Vol. 4. No. 1. Pp. 91–98.
Romanova K.A., Galyametdinov Y.G. Quantum-chemical study of CdSe/CdS core/shell and CdSe/CdS/ZnS core/shell/shell quantum dots with different layers ratio. AIP Conference Proceedings. 2021. No. 2380. P. 060001. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0058295.
Rosmani C.H., Zainurul A.Z., Rusop M., Abdullah S. The optical and electrical properties of CdSe nanoparticles. Advanced Materials Research. 2014. No. 832. Pp 557–561.
Abbassi A., Zarhri Z., Azahaf Ch. et al. Boltzmann equations and ab initio calculations: Comparative study of cubic and wurtzite CdSe. Springer Plus. 2015. No. 4. P. 543. DOI: 10.1186/s40064-015-1321-z.
Xiongbin Wang, Jiahao Yu, Rui Chen. Optical characteristics of ZnS passivated CdSe/CdS quantum dots for high photostability and lasing. Nature Scientific Reports. 2018. No. 8. P. 17323. DOI: 10.1038/s41598-018-35768-8.
Su-Huai Wei, Zhang S.B., Zunger A. First-principles calculation of band offsets, optical bowings, and defects in CdS, CdSe, CdTe, and their alloys. J. Appl. Phys. 2000. Vol. 87. No. 3.
Wulei Zhou, Tuo Cai, Yun Chen et al. Synthesis of CdS-capped CdSe nanocrystals without any poisonous materials. Advanced Materials Research. 2014. Vol. 981. Pp. 806–809.
Jiangtao Hu, Lin-wang Wang, Liang-shi Li et al. Semiempirical pseudopotential calculation of electronic states of CdSe quantum rods. J. Phys. Chem. B. 2002. No. 106. Pp. 2447–2452.
Kolomijtseva Yu.A., Kokomijtsev Yu.C., Skujbin B.G., Ambrozevich C.A. Investigation of luminescence of CdSe/CdS quantum dots. Vestnik nauki i obrazovaniia. 2018. Vol. 2. No. 7 (43). Pp. 32–36. (In Rus.)
Vitukhnovsky A.G., Vaschtnko A.A., Bychkovsky D.N. et al. Photo- and electroluminescence of semiconductor colloid quantum dots inside organic matrices: QD-OLED. Fizika i tekhnika poluprovodnikov. 2013. Vol. 47. No. 12. Pp. 1591–1594. (In Rus.)
Kuritsin D.O., Muradova A.G., Yurtov E.V. et al. Synthesis and study of photoluminescence properties of CdSe quantum dots. Uspekhi v khimii i khimicheskoj tekhnologii. 2019. Vol. XXXIII. No. 10. Pp. 26–28. (In Rus.)
Stepanova U.A., Al-Majakhi H., Muradova A.G. et al. Preparation of an epoxypolymer nanocomposite containing CdSe quantum dots. Uspekhi v khimii i khimicheskoj tekhnologii. 2019. Vol. XXXIII. No. 10. Pp. 53–55. (In Rus.)
Jones M., Lo Sh.S., Scholes G.D. Quantitative modeling of the role of surface traps in CdSe/CdS/ZnS nanocrystal photoluminescence decay dynamics. PNAS. 2009. Vol. 106. No. 9. Pp. 3011–3016. DOI: 10.1073/pnas.0809316106.
Jianmin Xu, Xiaojun Ji, Kerim M. Gattás-Asfura et al. Langmuir and Langmuir–Blodgett films of quantum dots. Colloids and Surfaces A: Physicochem. 2006. Eng. Aspects 284–285. Pp. 35–42.
Ratnesh R.K., Mehata M.S. Synthesis and optical properties of core-multi-shell CdSe/CdS/ZnS quantum dots: Surface modifications. Optical Materials. 2017. No. 64. Pp. 250–256.
Proshchenko V., Dahnovsky Y. Spectroscopic and electronic structure properties of CdSe nanocrystals: Spheres and cubes. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. No. 16. Pp. 7555–7561.
Neeleshwar S., Chen C.L., Tsai C.B. et al. Size-dependent properties of CdSe quantum dots. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005. Vol. 71. No. 201307 (1-4).
Beckstedte M., Kley A., Neugebauer J., Scheffler M. Density functional theory calculations for poly-atomic systems: Electronic structure, static and elastic properties and ab initio molecular dynamic. Comput. Phys. Commun. 1997. No. 107. Pp. 187–205.
Kohn W., Sham J.L. Self-consistent equations including exchange and correlation effects. Phys. Rev. 1965. No. 140. Pp. A1133–A1138.
Fuchs M., Scheffler M. Ab initio pseudopotentials for electronic structure calculations of poly-atomic systems using density functional theory. Comput. Phys. Commun. 1999. No. 119. Pp. 67–165.
Perdew J.P., Wang Y. Accurate and simple density functional for the electronic exchange energy. Phys. Rev. B. 1986. No. 33. Pp. 8800–8802.
Ceperly D.M., Alder B.J. Ground state of the electron gas by a stochastic method. Phys. Rev. Lett. 1980. No. 45. Pp. 566–569.
Perdew J.P., Burke K., Wang Y. Generalized gradient approximation for the exchange-correlation hole of a many electron system. Phys. Rev. B. 1996. No. 54. Pp. 16533–16539.
Hamman D.R. Generalized norm-conserving pseudopotentials. Phys. Rev. B. 1989. No. 40. Pp. 8503–8513.
Troullier N., Martins J.I. Efficient pseudopotentials for plane-wave calculations. Phys. Rev. B. 1991. No. 43. Pp. 1993–2006.
Soltani N., Gharibshahi E., Saion E. Band gap of cubic and hexagonal CdS quantum dots. Experimental and theoretical studies. Chalcogenide Letters. 2012. Vol. 9. No. 7. Pp. 321–328.
Tran T.K., Park W., Tong W. et al. Photoluminescence properties of ZnS epilayers. Journal of Applied Physics. 1997. No. 81 (6). Pp. 2803. DOI: 10.1063/1.363937.
Ong H.C., Chang R.P.H. Optical constants of wurtzite ZnS thin films determined by spectroscopic ellipsometry. Applied Physics Letters. 2001. No. 79 (22). P. 3612. DOI: 10.1063/1.1419229.
Qadri S.B., Skelton E.F., Hsu D. et al. Size-induced transition-temperature reduction in nanoparticles of ZnS. Physical Review B. 1999. No. 60. Pp. 9191–9193.
de Queiroz A.A.A., Mayler M., Soares D.A.W., Franca É.J.J. Modeling of ZnS quantum dots synthesis by DFT techniques. Journal of Molecular Structure. 2008. No. 873. Pp. 121–129.
Nazerdeylami Somayeh, Saievar Iranizad Esmaiel, Molaei, Mehdi. Optical properties of synthesized nanoparticles ZnS using methacrylic acid as the capping agent. International Journal of Modern Physics: Conference Series. 2012. Vol. 5. Pp. 127–133. DOI: 10.1142/S2010194512001936
Borah J.P., Barman J., Sarma K.C. Structural and properties of ZnS nanoparticles. Chalcogenide Letters. 2008. Vol. 5. No. 9. Pp. 201–208.
Pathak C.S., Mishra D.D., Agarawala V., Mandal M.K. Mechanochemical synthesis, characterization and optical properties of zinc sulphide nanoparticles. Indian J. Phys. 2012. No. 86 (9). Pp. 777–781. DOI: 10.1007/s12648-012-0133-z.
Ключевые слова:
наночастицы, селенид кадмия, квантовые точки, энергетическая щель, люминесценция.


Статьи по теме

2. Материаловедение и технология материалов Страницы: 14-17 Выпуск №10450
АНАЛИЗ РОЛИ НАНООБЪЕКТОВ В УДЕШЕВЛЕНИИ КРЕМНИЕВЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
солнечная энергетика солнечный элемент нановключения квантовые точки наноразмерная контактная структура
Подробнее
НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Страницы: 196-202 Выпуск №7894
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНТАКТНЫХ СТРУКТУР С НАНОРАЗМЕРНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ФОТОДИОДОВ
солнечная энергетика солнечный элемент нановключения квантовые точки наноразмерная контактная структура
Подробнее
3. НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Страницы: 242-249 Выпуск №7894
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНОЙ ОРГАНОГЛИНЫ («НАЛЬЧИКИН») НА СТРУКТУРУ И ПРОЧНОСТЬ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛИЗУЮЩИХСЯ ПОЛИМЕРОВ
наночастицы сажа нальчикин прочность деформация
Подробнее
8. ПЛАЗМЕННЫЕ, ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ, МИКРОВОЛНОВЫЕ И ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Страницы: 56-60 Выпуск №9439
УНИКАЛЬНАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ СОЗДАНИЯ ДЕШЕВОГО, НО ЭФФЕКТИВНОГО КРЕМНИЕВОГО СОЛНЕЧНОГО ЭЛЕМЕНТА
солнечная энергетика солнечный элемент нановключения квантовые точки наноразмерная контактная структура
Подробнее