论文部分内容阅读
半导体量子点玻璃是一类重要的0-3复合纳米材料,在纳米科技中占有重要地位.半导体在玻璃基体中生长形成具有纳米尺寸的量子点,这是一个三维受限的准零维结构,具有显著的量子尺寸效应、库仑阻塞效应、介电受限效应等许多不同于三维固体体材料的新现象、新效应.将掺有一定比例CdS和CdSe半导体的玻璃基体放在900K恒温炉中,用一步退火法得到了一系列不同尺寸的半导体CdSeS量子点样品,该文中量子点样品的生长时间分别为8、16、24和39小时,分别记为8H、16H、24H和39H.通过HRTEM分析,样品中量子点平均直径分别为4.6、4.7、4.9和5.1nm.HRTEM像显示CdSeS量子点结晶良好.光致发光激发(PLE)谱在量子点中电子能态的研究中具有独特的作用.PLE测量时,固定探测光波长,扫描激发光波长,测量某一固定波长处发光强度随激发光波长的变化.PLE谱线形不仅与光吸收过程有关,而且还与载流子的能量转移和发光复合过程有关.PLE谱技术常用于研究量子点能级结构和能量弛豫过程.用PLE谱分析光吸收谱的亚结构.通过理论分析和数值计算,得到1S<,3/2>-1S<,e>和2S<,3/2>-1S<,e>的跃迁能量及其随量子点半径的变化,确认PLE谱中的两个峰分别为1S<,3/2>-1S<,e>和2S<,3/2>-1S<,e>跃迁.结合吸收谱和PLE谱,分析了吸收峰的亚结构,低能一侧的基本吸收峰是两个跃迁1S<,3/2>-1S<,e>和2S<,3/2>-1S<,e>的叠加结果.用PLE谱与光致发光(PL)谱相结合,对于半导体CdSeS量子点的电子能级和电子跃迁发光的弛豫过程进行了分析.PL谱出现2个发光峰,其中高能侧峰的峰位移动显示了量子尺寸效应,对应于带边激子发光.针对带边激子发光峰进行了PLE谱实验,实验结果表明带边激子发光峰的发光来源除了第一激发态,还有更高能态的载流子弛豫.通过分析得到了带边激子发光的能量弛豫模型.PL谱中低能端发光峰的相对强度随量子点半径的增大而减小,通过PLE谱分析得到低能端的发光峰的主要来源跟带边激子发光峰相似,确定低能端发光峰为缺陷态发光,并根据实验结果得到了缺陷态发光的能量弛豫模型.