Введение к работе
;,';>,,,,. .: ~
Актуальность темы,
В самых общих чертах квантовые размерные эффекты можно определить как явления изменения физико-химических свойств при уменьшении размероа твердых тел до величин порядка 10-100 ангстрем. Ввиду малости своих размероа такие частицы проявляют свойства, промежуточные между молекулами и твердыми телами.
Наиболее ярким проявлением размерного квантования является
коротковолновый сдвиг экситонного поглощения в мелких частицах
полупроводников. Для ряда полупроводников размер жситона
достигает нескольких десятков ангстрем и может оказаться сравнимым
с характерным размером коллоидной частицы. В этом случае экситон
"чувствует" границы частицы и его свойства зависят от степени
ограниченности экситона размерами кристалла. Такое явление
получило название квантового размерного эффекта, а сами частицы -
Q-частиц, нанокристаллов и др. ^
Q-частицы проявляют ряд интересных свойств, таких, как необычная каталитическая активность, зависимость положения максимума оптического поглощения от их заряда и др. Ясного понимания причины таких явлений в настоящее время нет и выяснение физико-химических свойств Q-частиц, природы центров, ответственных за электронные процессы с их участием, представляет фундаментальный интерес.
Наряду с этим, частицы полупроводников с квантовым размерным эффектом представляют интерес как перспективные объекты для разработки элементов молекулярной электроники. Однако и здесь развитие работ в этой области требует понимания механизмов электронных процессов в Q-частицах. В этой связи актуальность
изучения механизмов фотоиндуцированных процессов электронного транспорта представляется очевидной.
Целью настоящей работы является изучение электронного транспорта под действием света в полупроводниках MoS2c каактоаым размерным эффектом.
Научная новизна. В работе впервые
комплексом методов изучены фото«тимуяирааанные процессы переноса электрона в Q-частииах Ма$2 с квантовым размерным эффектом;
показано, что множественность пиков поглощения коллоидных растворов MoSj обусловлена существованием в растворах Q-частацс различными "магическими" размерами:
р- исследованы стационарные и динамические люминесцентные характеристики коллоидов с квантовым размерным эффектом как при комнатной температуре, так и при температуре жидкого азота;
- показан неэкспоненциальный характер затухания люминесценции
Q-частиц; рассчитаны основные кинетические характеристики
процессов дезактивации фотовозбуждения и установлена природа
центров, с участием которых разыгрываются эти процессы;
- изучены особенности тушения люминесценции коллоидных
частиц MoS2 с квантовым размерным эффектом;
- обнаружен эффект размерного квантования: показано, что
эффективность тушения люминесценции Q-частиц MoS2 падает с
ростом размероа частиц.
Научная и практическая значимость
Выяснение механизмов электронных процессов в О-частицах MoS2 имеет большое значение для понимания физико-химических особенностей частиц с квантовым размерным эффектом. Полученные в работе данные о неизменности формы люминесценции при изменении длины волны возбуждения позволяют выбрать одну из двух альтернативных моделей теоретического описания оптических спектров растворов Q-чзстиц. Обнаруженная в работе зависимость эффективности тушения люминесценции Q-чзстиц акцепторами электронов от размеров частиц дает возможность управления процессами электронного транспорта в частицах полупроводников с квантовым размерным эффектом.
Апробация работы,
Материалы диссертации докладывалнсьна Всесоюзном совещании "Молекулярная электроника" (7 - 18 сентября 1988 г. в Одессе), на международной Миллеровской конференции (Франция. Жьен, 1991 г.) и иа конкурсах научных работ института Химической физики РАН.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано три печатные работы, одна работа отправлена в печать.
Структура диссертации.
Диссертация сое і опт из Введения, пяти глав. Выводов и списка цитируемой литературы из 120 наименований. Материалы диссертации, включая 25 рисунков, изложены на 114 страницах.
