高輝度半導体ナノ粒子のイオン性液体中への展開とその光機能

高亮度半导体纳米颗粒在离子液体中的分布及其光学功能

基本信息

批准号：
17750128
负责人：
中嶋琢也
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

半導体ナノ結晶は量子閉じ込め効果によりバルクとは異なる性質を示す近年注目を集める材料の一つである。研究代表者はカチオン性の表面を有する発光性のCdTeナノ結晶が疎水性のイオン液体中に容易に抽出され、発光特性の大幅な向上を示すことを見出した。本年度は、イオン液体中におけるCdTeナノ結晶の低温発光特性に注目し研究を行った。CdTeナノ結晶はイオン液体中、極低温において、室温からの大幅な発光強度の向上を示し、100K以下においてはその発光量子収率は90%以上まで増強された。水溶液中においては、水の結晶化に伴うナノ結晶表面の乱れから非発光性になることがtemperature-antiquenching effectとして知られており、イオン液体中とは対照的である。イオン液体特有の溶媒和効果、ガラス・結晶化挙動が影響しているものと思われる。また、低温においては、その高い発光量子収率のため無輻射の熱緩和過程をほぼ無視することができ、CdTeナノ結晶の励起状態を詳細に評価することが可能となった。発光量子収率、発光エネルギー、発光寿命の温度依存性をそれぞれ評価したところ、CdTeナノ結晶の励起状態における微細な深ネルギー分裂(〜10meV)を分光学的に初めて解明することに成功した。

半导体纳米晶体是近年来引起注意的材料之一，显示出由于量子限制效应而与体积不同的特性。研究人员发现，具有阳离子表面的发光CDTE纳米晶体很容易被提取到疏水离子液体中，显示出发光特性的显着改善。今年，我们进行了研究，重点是离子液体中CDTE纳米晶体的低温发光特性。 CDTE纳米晶体在极低的温度下在离子液体中从室温到室温的发射强度显着提高，在100K以下，其发光量子产率增加到90％或更多。在水溶液中，由于与水结晶相关的纳米晶体表面的干扰，非发光特性与离子液体相反，这与离子液体相反。据信，离子液体独有的溶剂化效应和玻璃结晶行为正在影响它们。此外，在低温下，由于其高发光量子产率，无辐射的热弛豫过程几乎可以忽略，从而可以详细评估CDTE纳米晶体的激发态。当评估发光量子产率，发光能量和发光寿命的温度依赖性时，我们能够在CDTE纳米晶体的激发状态下在光谱上阐明精细的较深分裂（〜10 MEV）。