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  科研动态  
 
    晶格应力调控核壳型量子点能级结构、载流子定域及复合动力学行为研究取得题突破进展
http://www.gaomingyuan.com  2015年02月11日 星期三  10:00
 
   
 
   
         荧光半导体纳米晶体(量子点)由于其独特的量子尺寸效应而具有优异的光学性质,在生物医学及光电器件构筑等领域具有广阔的应用前景。这通常需要构筑半导体/半导体核壳型结构以改善量子点光学性质和丰富其物理性质。然而由于核壳两种材料通常存在晶格参数的错配,不可避免地会在核壳界面产生应力,因而直接影响核壳结构量子点的的电子行为及光学性质。在上述背景下,系统研究并定量揭示核壳结构普遍存在的晶格应力对量子点电子能级结构及其光学性质的影响规律至关重要。
      本研究中,选用晶格错配度高达10%的核壳型CdTe@CdS量子点为应力体系模型,首先采用水相方法通过分解谷胱甘肽缓慢释放S源进而在CdTe晶体表面外延生长CdS的方法,制备得到具有不同壳层厚度的CdTe@CdS量子点。通过系统的晶体结构分析,采用压力形变势能理论揭示了CdS壳层包覆对作为发光中心的CdTe核产生的压应力以及相应CdS壳的拉应力,并进一步得到核壳能级结构的导带及价带相对势能位置变化规律。研究发现应力可有效增加两种材料的导带势能差异而对价带则几乎没有影响。在上述能带势能修正的基础上,进一步通过应力修正的有效质量近似理论计算模型,系统定量揭示了晶格应力对核壳型量子点能级结构、载流子空间分布以及其复合动力学的影响规律。上述研究工作对于理解核壳型量子点的光学性质以及设计特殊光学行为的核壳结构提供了重要的实验和理论基础,相关研究成果已于最近接收发表(J. Am. Chem. Soc., 2015, 137(5), 2073–2084)。
     该研究成果是在高明远研究员的悉心指导下完成的。高老师缜密的逻辑思维、严谨的科研态度、负责任的敬业精神深深感动和鼓舞了我。更要感谢的是高老师在文章的构思、讨论、撰写及修改上付出的大量的心血和精力。在此,深深感谢高老师对本工作给予的支持、指导和无私帮助,是您使我不断提升,是您让我懂得坚持付出的意义。同时,还要感谢德国汉堡大学的Alf Mews教授、Tobias Kipp博士,香港城市大学的Andrey L. Rogach教授、Stephen V. Kershaw博士对本工作的鼎力相助。

                                                                                                                                                                                                                    荆莉红等