Bleak House. No. 12

https://scholarexchange.furman.edu/bleak-house/1011/thumbnail.jp

Selectively Tunable Luminescence of Perovskite Nanocrystals Embedded in Polymer Matrix Allows Direct Laser Patterning

Cesium lead halide perovskite nanocrystals (NCs) have gained enormous attention as promising light-emitting and light-converting materials. Most of their applications require embedding NCs in various matrices, which is a challenging task due to their low stability, especially in the case of red-emitting CsPbI3 NCs. In this work, a new approach is proposed allowing the formation of red-emitting perovskite NCs by anion exchange induced directly inside a solid polymer matrix using green-emitting CsPbBr3 NCs as templates and iodododecane as an iodine source. Moreover, a simple and efficient route to photo-assisted termination of the anion exchange reaction in the polymer composite after reaching desired optical properties is demonstrated. The findings allow the authors to pattern a thin composite film with an ultrashort UV laser resulting in a selective generation of green- and red-emitting features with a 15 µm resolution

ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ С 1-, 2- И 3-МЕРНЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ОГРАНИЧЕНИЕМ , ПОМЕЩЁННЫХ ВО ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

A comparative analysis of photoluminescence quenching of CdSe colloidal quantum dots, nanorods, and nanoplatelets under external electric field has been carry out. Experimentally it has been demonstrated that for the quantum dots the PL quenching is more efficient than in the same nanorods and nanoplatelets. The functional dependence of PL intensity quenching vs. magnitude of electric field has been established and is in good accordance with the probability of charge tunneling under a triangular potential barrier.Синтезированы и экспериментально исследованы электрофотолюминесцентные свойства нанокристаллов (квантовых точек, наностержней и нанопластин) полупроводникового соединения селенида кадмия как модельного объекта. Установлено, что нанопластины обладают максимальной чувствительностью оптического поглощения и минимальной чувствительностью фотолюминесценции к внешнему электрическому полю F из всех исследованных наноструктур. Интенсивность ФЛ изменяется по закону вида –|F |1/2, если наночастица не имеет сферической симметрии и её размер превышает боровский радиус экситона αB (для полупроводника ядра), или по закону вида –|F |2, если наночастица имеет сферическую симметрию и её раз мер много меньше боровского радиуса. На основании установленных зависимостей сформулирована гипотеза об ионизационном механизме тушения ФЛ, который возникает вследствие туннелирования возбуждённых электронов (и дырок) через потенциальный барьер нанокристалл/матрица. Исходя из анализа наблюдаемых в экспериментах закономерностей и учитывая квантовомеханические свойства полупроводниковых наночастиц, сделан обобщающий вывод о том, что полупроводниковые наностержни и нанопластины не являются одной из разновидностей квантовых точек, а представляют собой самостоятельный класс полупроводниковых квантоворазмерных наноструктур со своими специфическими электрооптическими свойствами

Directed emission of CdSe nanoplatelets originating from strongly anisotropic 2D electronic structure

ntrinsically directional light emitters are potentially important for applications in photonics including lasing and energy-efficient display technology. Here, we propose a new route to overcome intrinsic efficiency limitations in light-emitting devices by studying a CdSe nanoplatelets monolayer that exhibits strongly anisotropic, directed photoluminescence. Analysis of the two-dimensional k-space distribution reveals the underlying internal transition dipole distribution. The observed directed emission is related to the anisotropy of the electronic Bloch states governing the exciton transition dipole moment and forming a bright plane. The strongly directed emission perpendicular to the platelet is further enhanced by the optical local density of states and local fields. In contrast to the emission directionality, the off-resonant absorption into the energetically higher 2D-continuum of states is isotropic. These contrasting optical properties make the oriented CdSe nanoplatelets, or superstructures of parallel-oriented platelets, an interesting and potentially useful class of semiconductor-based emitters

Type-II Colloidal Quantum Wells: CdSe/CdTe Core/Crown Heteronanoplatelets

Solution-processed quantum wells, also known as colloidal nanoplatelets (NPLs), are emerging as promising materials for colloidal optoelectronics. In this work, we report the synthesis and characterization of CdSe/CdTe core/crown NPLs exhibiting a Type-II electronic structure and Type-II specific optical properties. Here, based on a core-seeded approach, the CdSe/CdTe core/crown NPLs were synthesized with well-controlled CdTe crown coatings. Uniform and epitaxial growth of CdTe crown region was verified by using structural characterization techniques including transmission electron microscopy (TEM) with quantitative EDX analysis and X-ray diffraction (XRD). Also the optical properties were systematically studied in these Type-II NPLs that reveal strongly red-shifted photoluminescence (up to similar to 150 nm) along with 2 orders of magnitude longer fluorescence lifetimes (up to 190 ns) compared to the Type-I NPLs owing to spatially indirect excitons at the Type-II interface between the CdSe core and the CdTe crown regions. Photoluminescence excitation spectroscopy confirms that this strongly red-shifted emission actually arises from the CdSe/CdTe NPLs. In addition, temperature-dependent time-resolved fluorescence spectroscopy was performed to reveal the temperature-dependent fluorescence decay kinetics of the Type-II NPLs exhibiting interesting behavior. Also, water-soluble Type-II NPLs were achieved via ligand exchange of the CdSe/CdTe core/crown NPLs by using 3-mercaptopropionic acid (MPA), which allows for enhanced charge extraction efficiency owing to their shorter chain length and enables high quality film formation by layer-by-layer (LBL) assembly. With all of these appealing properties, the CdSe/CdTe core/crown heterostructures having Type-II electronic structure presented here are highly promising for light-harvesting applications

Электрофоретическое осаждение гидрофобных квантовых точек, наностержней и квантовых нанопластин CdSe из коллоидных растворов в нитробензоле / Б. В. Ронишенко, А. В. Антанович , А. В. Прудников, А. А. Федосюк , Н. Б. Берку, М. Молинари, М. В. Артемьев

We studied optical properties and morphology of thin electrophoretically deposited films of CdSe nanocrystals of different dimensionality (quantum dots, nanorods, nanoplatelets) with the help of optical absorption spectroscopy and atomic force microscopy. Utilization of nitrobenzene, an organic solvent with high dielectric constant allows rapid and complete electrophoretic deposition of CdSe nanocrystals of different types (quantum dots, nanorods, nanoplatelets) from their colloidal solutions. The high speed of the electrophoretic deposition leads to the formation of thin porous films with irregular structure. The type of studied nanocrystals does not have a significant impact on the morphology of electrophoretically deposited films. Such porous quantum dot films can be perspective for photovoltaic structures due to potentially increased contact area between quantum dots film and a conducting polymer used as a counter-electrode. = С помощью оптической спектроскопии на поглощение и атомно-силовой микроскопии исследованы оптические свойства и морфология электрофоретически осажденных тонких пленок нанокристаллов CdSe различной размерности (квантовые точки, наностержни, нанопластины). Отмечено, что использование нитробензола, органического растворителя с большим показателем диэлектрической проницаемости позволяет проводить быстрое и полное электрофоретическое осаждение нанокристаллов CdSe различных типов (квантовых точек, наностержней и нанопластин) из их коллоидных растворов. Показано, что высокая скорость электрофоретического осаждения приводит к формированию тонких пористых пленок с нерегулярной структурой. Определено, что тип исследуемых кристаллов не оказывает значительного влияния на морфологию электро-форетически осажденных пленок. Подобные пористые пленки из квантовых точек могут выступать в качестве перспективных фотовольтаических структур благодаря развитой площади контакта между пленкой квантовых точек и проводящим полимером, используемым в качестве противоэлектрода

Электрофоретическое осаждение гидрофобных квантовых точек, наностержней и квантовых нанопластин CdSe из коллоидных растворов в нитробензоле / Б. В. Ронишенко, А. В. Антанович , А. В. Прудников, А. А. Федосюк , Н. Б. Берку, М. Молинари, М. В. Артемьев

We studied optical properties and morphology of thin electrophoretically deposited films of CdSe nanocrystals of different dimensionality (quantum dots, nanorods, nanoplatelets) with the help of optical absorption spectroscopy and atomic force microscopy. Utilization of nitrobenzene, an organic solvent with high dielectric constant allows rapid and complete electrophoretic deposition of CdSe nanocrystals of different types (quantum dots, nanorods, nanoplatelets) from their colloidal solutions. The high speed of the electrophoretic deposition leads to the formation of thin porous films with irregular structure. The type of studied nanocrystals does not have a significant impact on the morphology of electrophoretically deposited films. Such porous quantum dot films can be perspective for photovoltaic structures due to potentially increased contact area between quantum dots film and a conducting polymer used as a counter-electrode. = С помощью оптической спектроскопии на поглощение и атомно-силовой микроскопии исследованы оптические свойства и морфология электрофоретически осажденных тонких пленок нанокристаллов CdSe различной размерности (квантовые точки, наностержни, нанопластины). Отмечено, что использование нитробензола, органического растворителя с большим показателем диэлектрической проницаемости позволяет проводить быстрое и полное электрофоретическое осаждение нанокристаллов CdSe различных типов (квантовых точек, наностержней и нанопластин) из их коллоидных растворов. Показано, что высокая скорость электрофоретического осаждения приводит к формированию тонких пористых пленок с нерегулярной структурой. Определено, что тип исследуемых кристаллов не оказывает значительного влияния на морфологию электро-форетически осажденных пленок. Подобные пористые пленки из квантовых точек могут выступать в качестве перспективных фотовольтаических структур благодаря развитой площади контакта между пленкой квантовых точек и проводящим полимером, используемым в качестве противоэлектрода