Люминесцентные свойства коллоидных смесей квантовых точек Zn0.5Cd0.5S с наночастицами золота

  • Олег Владимирович Овчинников Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-6032-9295
  • Михаил Сергеевич Смирнов Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-8765-0986
  • Ирина Геннадьевна Гревцева Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-1964-1233
  • Виолетта Николаевна Дерепко Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-9096-5388
  • Тамара Андреевна Чевычелова Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-8097-0688
  • Лиана Юрьевна Леонова Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-4171-4176
  • Алексей Сергеевич Перепелица Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-8097-0688
  • Тамара Сергеевна Кондратенко Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-4936-0130
DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3302
Ключевые слова: наночастицы золота, квантовые точки Zn0.5Cd0.5S, core/shell, диоксид кремния (SiO2 ), спектр экстинкции света, плазмон-экситонное взаимодействие

Аннотация

Исследование посвящено установлению спектрально-люминесцентных проявлений эффектов взаимодействия в смесях коллоидных квантовых точек Zn0.5Cd0.5S, пассивированных 2-меркаптопропионовой кислотой, с наночастицами Au и Au/SiO2. Исследуемые образцы квантовых точек Zn0.5Cd0.5S, наночастиц Au и Au/SiO2 и их смесей получены методами коллоидного синтеза и охарактеризованы с помощью просвечивающей электронной микроскопии. В качестве основных методов исследования в работе использованы абсорбционная, люминесцентная
и время-разрешенная люминесцентная спектроскопия. Измерения проводились при температурах 77 и 300 К. Выполнено сравнение спектрально-люминесцентных свойств квантовых точек Zn0.5Cd0.5S свободных и находящихся во взаимодействии с наночастицами Au и Au/SiO2. Установлена возможность управления люминесцентными свойствами квантовых точек Zn0.5Cd0.5S в условиях изменения плазмон-экситонной связи, достигаемой при формировании диэлектрической SiO2
оболочки на поверхности наночастиц Au, а также при внесении полимера в коллоидную смесь.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Олег Владимирович Овчинников, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

д. ф.-м. н., профессор кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail:
ovchinnikov_o_v@rambler.ru.

Михаил Сергеевич Смирнов, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. ф.-м. н., доцент
кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский
государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: smirnov_m_s@mail.ru

Ирина Геннадьевна Гревцева, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. ф.-м. н., преподаватель кафедры оптики и спектроскопии,
Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: grevtseva_ig@inbox.r

Виолетта Николаевна Дерепко, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

аспирант кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский
государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: viol.physics@gmail.com

Тамара Андреевна Чевычелова, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

аспирант кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский
государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: t.chevychelova@rambler.ru

Лиана Юрьевна Леонова, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. ф.-м. н., доцент кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский
государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: liana.leonova@mail.ru.

Алексей Сергеевич Перепелица, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. ф.-м. н.,
старший преподаватель кафедры оптики и
спектроскопии, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail:
a-perepelitsa@yandex.ru. 

Тамара Сергеевна Кондратенко, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. ф.-м. н.,
доцент кафедры оптики и спектроскопии, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: tamarashatskikh@rambler.r

Литература

Luo Y., Zhao J. Plasmon-exciton interaction in colloidally fabricated metal nanoparticle-quantum emitter nanostructures. Nano Research. 2019;12(9): 2164–2171. https://doi.org/10.1007/s12274-019-2390-z

Lepeshov S. I., Krasnok A. E., Belov P. A., Miroshnichenko A. E. Hybrid nanophotonics. Physics-Uspekhi. 2018;61(11): 1035–1050. https://doi.org/10.3367/UFNe.2017.12.038275

Khan I., Saeed K., Khan I. Nanoparticles: properties, applications and toxicities. Arabian Journal of Chemistry. 2019;12(7): 908–931. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2017.05.011

Kim K.-S., Kim J.-H., Kim H., Laquai F., Arifin E., Lee J.-K., Yoo S., Sohn B.-H. Switching Off FRET in the hybrid assemblies of diblock copolymer micelles,quantum dots, and dyes by plasmonic nanoparticles. ACS Nano. 2012;6(6): 5051–5059. https://doi.org/10.1021/nn301893e

Andreeva O. V., Sidorov A. I., Staselko D. I., Khrushcheva T. A. Synthesis and optical properties of hybrid “plasmon-exciton” nanostructures based on Ag-AgI in nanoporous silica glass. Physics of the Solid State. 2012;54(6): 1293–1297. https://doi.org/10.1134/S1063783412060029

Chen G. Y., Chen Y. N., Chuu D. S. Spontaneous emission of quantum dot excitons into surface plasmons in a nanowire. Optics Letters. 2008;33(19): 2212–2214. https://doi.org/10.1364/OL.33.002212

Akimov A. V., Mukherjee A., Yu C. L., Chang D. E., Zibrov A. S., Hemmer P. R., Park H., Lukin M. D. Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots. Nature. 2007;450(7168): 402–406. https://doi.org/10.1038/nature06230

Fedutik Y., Temnov V. V., Schöps O., Woggon U., Artemyev M. V. Exciton-plasmon-photon conversion in plasmonic nanostructures. Physical Review Letters. 2007;99(13): 136802. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.136802

Govorov A. O., Lee J., Kotov N. A. Theory of plasmon-enhanced Förster energy transfer in optically excited semiconductor and metal nanoparticles. Physical Review B. 2007;76: 125308. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.125308

Zhang W., Govorov A. O., Bryant G. W. Semiconductor-metal nanoparticle molecules: hybrid excitons and the nonlinear Fano effect. Physical Review Letters. 2006;97: 146804. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.146804

Leng H., Szychowski B., Daniel M.-Ch.,Pelton M. Strong coupling and induced transparency at room temperature with single quantum dots and gap plasmons. Nature Communications. 2018;9: 4012. https://doi.org/10.1038/s41467-018-06450-4

Cao En, Lin W., Sun M., Liang W., Song Yu. Exciton-plasmon coupling interactions: from principle to applications. Nanophotonics. 2018;7(1): 145–167. https://doi.org/10.1515/nanoph-2017-0059

Pompa P. P., Martiradonna L., Torre A. D., Sala F. D., Manna L., Vittorio M. De, Calabi F., Cingolani R., Rinaldi R. Metal-enhanced fluorescence of colloidal nanocrystals with nanoscale control. Nature Nanotechnology. 2006;1: 126–130. https://doi.org/10.1038/nnano.2006.93

Turkevich J., Stevenson P. C., Hillier J. A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold. Discussion Faraday Society. 1951;11:55–75. https://doi.org/10.1039/df9511100055

Krivenkov V., Dyagileva D., Samokhvalov P., Nabiev I., Rakovich Yu. Effect of spectral overlap and separation distance on exciton and biexciton quantum yields and radiative and nonradiative recombination rates in quantum dots near plasmon nanoparticles. Annalen der Physik. 2020;532(8): 2000236. https://doi.org/10.1002/andp.202000236

Smirnov M. S., Ovchinnikov O. V., Hazal N. A. R., Zvyagin A. I. Control over the size effect in the spectroscopic properties of ZnxCd1–xS colloidal quantum dots. Inorganic Materials. 2018;54(5): 413–420. https://doi.org/10.1134/S002016851805014X

Kondratenko T. S., Smirnov M. S., Ovchinnikov O. V., Shabunya-Klyachkovskaya E. V., Matsukovich A. S., Zvyagin A. I., Vinokur Y. A. Sizedependent optical properties of colloidal CdS quantum dots passivated by thioglycolic acid. Semiconductors. 2018;52(9): 1137–1144 https://doi.org/10.1134/S1063782618090087

Ovchinnikov O. V., Smirnov M. S., Shapiro B. I., Shatskikh T. S., Latyshev A. N., Mien Ph. Thi Hai, Khokhlov V. Yu. Spectral manifestations of hybrid association of CdS colloidal quantum dots with methylene blue molecules. Optics and Spectroscopy. 2013;115(3): 340–348. https://doi.org/10.1134/S0030400X1309018X

Smirnov M. S., Buganov O. V., Shabunya-Klyachkovskaya E. V., Tikhomirov S. A., Ovchinnikov O. V., Vitukhnovsky A. G., Perepelitsa A. S., Matsukovich A. S., Katsaba A. V. Dynamics of electronic excitations decay in hydrophilic colloidal CdS quantum dots in gelatin with involvement of localized states.Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2016;84: 511–518. https://doi.org/10.1016/j.physe.2016.07.004

Kondratenko T. S., Grevtseva I. G., Zvyagin A. I., Ovchinnikov O. V., Smirnov M. S. Luminescence and nonlinear optical properties of hybrid associates of Ag2S quantum dots with molecules of thiazine dyes. Optics and Spectroscopy. 2018;124(5): 673–680. https://doi.org/10.1134/S0030400X18050090

Ievlev V. M., Latyshev A. N., Ovchinnikov O. V., Smirnov M. S., Klyuev V. G., Kholkina A. M., Utekhin A. N., Evlev A. B. Photostimulated formation of antistokes luminescence centers in ionic covalent crystals. Doklady Physics. 2006;51(8): 400–402. https://doi.org/10.1134/S1028335806080027

Опубликован
2021-03-16
Как цитировать
Овчинников, О. В., Смирнов, М. С., Гревцева, И. Г., Дерепко, В. Н., Чевычелова, Т. А., Леонова, Л. Ю., Перепелица, А. С., & Кондратенко, Т. С. (2021). Люминесцентные свойства коллоидных смесей квантовых точек Zn0.5Cd0.5S с наночастицами золота. Конденсированные среды и межфазные границы, 23(1), 49–55. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3302
Выпуск
Том 23 № 1 (2021)
Раздел
Статьи

Copyright (c) 2021 Конденсированные среды и межфазные границы

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)