胶体CdSe量子环的光学与电子特性
应用物理
2021-01-07 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
化学物理
量子物理
摘要
发光胶体CdSe纳米环是一种新型半导体结构，因其非平凡环形形状所带来的独特物理特性而引人关注。然而，这类具有复杂拓扑结构的材料的激子特性与动力学尚不清晰。在此，我们结合飞秒振动光谱、温度分辨光致发光（PL）以及单粒子测量来研究这些材料。我们发现，通过将CdSe纳米片中心穿孔转化为纳米环，由于环尺寸与厚度的系综差异，发射寿命缩短且发射光谱展宽。纳米环的PL量子产率（约10%）低于纳米片（约30%），归因于以下两者间耦合的增强：(i) 激子与200 cm-1处CdSe LO声子，以及 (ii) 带负电富硒陷阱，其使纳米环具有高表面电荷（约-50 mV）。这些弱发光陷阱态的布居主导了发射特性，且在低温下相对于激子发射的陷阱发射增强。我们的结果详细描绘了纳米环中激子的本质，以及声子和表面电荷在解释PL光谱宽化形状和PL量子产率损失起源中的作用。此外，它们表明纳米环的激子特性并非仅源于环形形状，也是由纳米片中心穿孔引入的陷阱所致。
引用
@article{arxiv.2003.11897,
title = {Optical and electronic properties of colloidal CdSe Quantum Rings},
author = {James Xiao and Yun Liu and Violette Steinmetz and Mustafa Çağlar and Jeffrey Mc Hugh and Tomi Baikie and Nicolas Gauriot and Malgorzata Nguyen and Edoardo Ruggeri and Zahra Andaji-Garmaroudi and Samuel D. Stranks and Laurent Legrand and Thierry Barisien and Richard H. Friend and Neil C. Greenham and Akshay Rao and Raj Pandya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.11897},
year = {2021}
}
备注
38 pages, 10 figures