Технологія одержання квантових точок (стр. 6 из 6)

Рис. 3.2. Колоїдні квантові точки

різного розміру, розчинені у хлороформі. Розмір квантових точок зростає зліва направо. а - фотографія розчинів; б - фотографія розчинів при УФ-опроміненні знизу. Спостерігаються різні кольори флуоресценції.

Ось чому іонізовані квантові точки не емітують через нерадіаційний процес. Якщо ежектований носій повертається усередину квантової точки або якщо квантова точка нейтралізована, радіаційна емісія відновлюється. Імовірність проходження Оже-процесів у нанокристалах є вищою, ніж у масивному тілі, завдяки порушенню трансляційної симетрії. Така ймовірність також пов’язана з просторовим перекриттям хвильових функцій носіїв, і по цій причині є вищою у колоїдних квантових точках порівняно з самоорганізованими; перші є набагато меншими, ніж останні. Імовірність Оже-процесів зростає у подальшому у випадку кінцевих і дефектних бар’єрів, які надають широку область електронних станів, де можуть бути локалізовані збуджені носії. Це є випадком колоїдних квантових точок, але не самоорганізованих квантових точок, занурених в неорганічну бездефектну товсту матрицю [6].

Розділ 4. Деякі можливі застосування

Квантово-механічні особливості фізичних ефектів у квантових точках можуть знайти широке використання в оптиці. Як і в більш загальному випадку атомів або молекул, квантові точки можуть збуджуватися оптично або електрично. Незалежно від природи збудження, квантові точки можуть емітувати фотони, коли релаксують із збудженого стану в основний. Завдяки цьому квантові точки можуть бути використані як лазерні середовища, джерела фотонів, як оптично-адресовані пристрої пам’яті або флуоресцентні мітки. Самоорганізовані квантові точки, занурені в активний шар лазера на квантових ямах, суттєво покращують операційні характеристики лазера завдяки нульвимірній густині станів. У лазерах на квантових точках порогова густина струму менша, температурна стабільність краща і диференційне підсилення зростає. Перша демонстрація лазерної структури на квантових точках відбулася у 1994 році. З того часу лазерні характеристики покращувалися шляхом досконалішого контролю росту самоорганізованих шарів квантових точок. Оптичне підсилення та стимульована емісія спостерігалися також від

та колоїдних нанокристалічних квантових точок.

Квантові точки використовувалися і як „некласичні” джерела світла. Фотони, що випромінюються з термічних джерел світла, мають характеристичні статистичні кореляції. Для застосування у квантовій обробці інформації бажано випромінювати один фотон, і в останні роки були продемонстровані прототипи таких однофотонних пристроїв, що базувалися на квантових точках [6].

Саморганізовані квантові точки також можуть бути основою оптичних пристроїв пам’яті. У такому пристрої екситони оптично генеруються й електрони та дірки зберігаються окремо у зв’язаних парах квантових точок. Прикладанням електричного поля електрон та дірку можна примусити рекомбінувати і генерувати фотон, який забезпечить оптичне зчитування.

Колоїдні квантові точки застосовуються для розробки світловипромінюючих діодів, де квантові колоїдні точки занурені у тонку плівку провідного полімеру, а також для виготовлення фотовольтаічних пристроїв.

Хімічно синтезовані квантові точки флуоресціюють у видимій області з довжиною хвилі, яку можна змінювати, змінюючи розміри колоїдів. Можливість контролювання початку поглинання та кольору флуоресценції шляхом зміни розміру колоїдних квантових точок робить їх цікавими об’єктами для маркування біологічних структур як нових флуоресцентних маркерів (міток). Можливість управляти у поєднанні з надзвичайно зменшеним фотовідбілюванням робить колоїдні квантові точки цікавою альтернативою звичайним флуоресцентним молекулам [8].

Висновки

1. У даній роботі було зроблено спробу в розумінні наносвіту і його законів. Опрацьовано 10 літературних джерел на тему синтезу квантових точок.

2. Зроблено порівняльну характеристику літографічного, епітаксіального та колоїдного методів синтезу квантових точок. Перевага літографічного методу полягає в можливості одержання квантових точок у заданому наперед порядку. Недоліком даного методу є скадна форма квантових точок, що сильно ускладнює розрахунки. Цей недолік усувається у епітексіальному методі. За допомогою епітексіального методу одержуються квантові точки в формі зрізаних конусів. Це значно спрощує розрахунки параметрів квантових точок. Недоліком епітаксіального методу є хаотичність розміщення квантових точок. Кардинально інший метод отримання квантових точок є колоїдний метод. Перевагами даного методу є повний контроль форми і розмірів квантових точок, а так як вони вирощуються не на підкладці, то можна розміщувати їх у будь-якому наперед заданому порядку. Ще однією перевагою є простота конструкції і її дешевизна. Недоліком є те, що одержані квантові точки неможливо електрично з'єднати між собою.

3. Розглянуто фізичну суть, властивості та перспективу застосування квантових точок.

Список використаної літератури

1. Ли В.Н., Кондратьев А.И., Титов В.А.,. Игнатенко И.В., Химухин С.Н Неразрушающий контроль состояния контактного провода // Известия вузов. Приборостроение. – 2007. – Т.50, № 9. – С. 61-64

2. Верхотуров А.Д., Ершова Т.Б., Бару Л.Л., Дворник М.И. Минералогическое материаловедение – основа получения функциональных материалов из минерального, техногенного и вторичного сырья. // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – 2008. – Т.12, №5. – С. 91-97.

3. Заводинский В. Г. Квантово-механическое исследование упругих свойств наночастиц и процессов их агломерации. // Российские нанотехнологии. – 2008. – Т.2, № 11-12. – С. 58-62.

4. Верхотуров А.Д., Шпилёв А.М., Коневцов Л.А. Современное неорганическое материаловедение. // Химическая технология. – 2008. – Т.19, № 7. – С.11-15.

5. Верхотуров А.Д., Шпилёв А.М., Коневцов Л.А. Методологические основы становления и развития материалогии и роль технологии комплексной переработки минерального сырья для получения материалов с заданными свойствами. // Горный информационно- аналитического бюллетень. – 2007. – Отдельный выпуск № ОВ16. – С. 212-228.

6. Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, v. 1 (Academic Press, San Diego – Tokio, (2000) pp.327-360.

7. Сторонський О.В., Міца В.М. Фізика і техологія нанообєктів. Курс лекцій. Частина 1. – Ужгород, Ужгородський національний університет, фізичний факультет, 2009 р.

8. Алешин А.Н. Квантові точки // ФТТ. - 49, 11.- 2007. – С.19 - 21.

9. Верхотуров А.Д., Ершова Т.Б., Бару Л.Л., Дворник М.И. Минералогическое материаловедение – основа получения функциональных материалов из минерального, техногенного и вторичного сырья. // Известия высших учебных заведение. Горный журнал. – 2008. – Т.34, №5. – С. 91-97.

10. Нанотехнологія в найближчому десятилітті, прогноз напряму досліджень. Під редакцією К.Роко, Р.С.Уїльямс і П.Алівісатос, переклад з англ. А.В.Хачояна, Р.А.Андрієвського, – М.: Мир, 2002,–234с.