論文の概要: Optical and electronic properties of colloidal CdSe Quantum Rings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.11897v2
- Date: Wed, 6 Jan 2021 14:06:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 12:03:07.435112
- Title: Optical and electronic properties of colloidal CdSe Quantum Rings
- Title(参考訳): コロイドCdSe量子リングの光学的および電子的性質
- Authors: James Xiao, Yun Liu, Violette Steinmetz, Mustafa \c{C}a\u{g}lar,
Jeffrey Mc Hugh, Tomi Baikie, Nicolas Gauriot, Malgorzata Nguyen, Edoardo
Ruggeri, Zahra Andaji-Garmaroudi, Samuel D. Stranks, Laurent Legrand, Thierry
Barisien, Richard H. Friend, Neil C. Greenham, Akshay Rao and Raj Pandya
- Abstract要約: 蛍光CdSeナノリングは、非自明なトロイダル形状のために興味を惹いた新しいタイプの半導体構造である。
我々は、フェムト秒振動分光法、温度分解発光法(PL)および単一粒子測定を組み合わせてこれらの材料について検討した。
その結果,CdSeナノプレートレットのナノリングへの変換において,血小板の中心を穿孔することにより,発光寿命が減少し,リングサイズと厚さのアンサンブル変化により発光スペクトルが広がることがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.7478811288750955
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Luminescent colloidal CdSe nanorings are a new type of semiconductor
structure that have attracted interest due to the potential for unique physics
arising from their non-trivial toroidal shape. However, the exciton properties
and dynamics of these materials with complex topology are not yet well
understood. Here, we use a combination of femtosecond vibrational spectroscopy,
temperature-resolved photoluminescence (PL), and single particle measurements
to study these materials. We find that on transformation of CdSe nanoplatelets
to nanorings, by perforating the center of platelets, the emission lifetime
decreases and the emission spectrum broadens due to ensemble variations in the
ring size and thickness. The reduced PL quantum yield of nanorings (~10%)
compared to platelets (~30%) is attributed to an enhanced coupling between: (i)
excitons and CdSe LO-phonons at 200 cm-1 and (ii) negatively charged
selenium-rich traps which give nanorings a high surface charge (~-50 mV).
Population of these weakly emissive trap sites dominates the emission
properties with an increased trap emission at low temperatures relative to
excitonic emission. Our results provide a detailed picture of the nature of
excitons in nanorings and the influence of phonons and surface charge in
explaining the broad shape of the PL spectrum and the origin of PL quantum
yield losses. Furthermore, they suggest that the excitonic properties of
nanorings are not solely a consequence of the toroidal shape but are also a
result of traps introduced by puncturing the platelet center.
- Abstract(参考訳): 発光コロイドCdSeナノリングは、非自明なトロイダル形状から生じる特異な物理のポテンシャルによって興味を惹いた新しいタイプの半導体構造である。
しかし、複雑なトポロジーを持つこれらの物質の励起子の性質と動力学はまだよく理解されていない。
ここでは, フェムト秒振動分光, 温度分解光ルミネッセンス (pl) および単粒子測定を併用して研究を行った。
その結果,CdSeナノプレートレットのナノリングへの変換において,血小板の中心を穿孔することにより発光寿命が減少し,リングサイズと厚さのアンサンブル変化により発光スペクトルが広がることがわかった。
ナノリングのpl量子収率(約10%)と血小板(約30%)の低下は、以下の2つの相互作用によって引き起こされる。
(i)200cm-1のエキシトンとCdSeLOフォノン
(II) ナノリングに高い表面電荷(〜50mV)を与えるセレンに富んだ負電荷トラップ。
これらの弱い放射性トラップ部位の個体群は、エキシトン放出に対する低温におけるトラップ放出の増加とともに、放出特性を支配している。
以上の結果から, ナノリングにおける励起子の性質と, フォノンと表面電荷の影響が, plスペクトルの幅広い形状とpl量子収率損失の起源を詳細に説明できることがわかった。
さらに, ナノリングの励起特性はトロイダル形状の結果であるだけでなく, 血小板中心の穿刺によって生じるトラップの結果でもあることが示唆された。
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