Synthesis and control of exciton dynamics in CdTe, CdTe/CdS and ZnxCd1-xTe colloidal nanocrystals
CdTe, CdTe/CdS ve ZnxCd1-xTe kolloidal nanokristallerinin sentezi ve eksiton dinamiklerinin kontrolü
- Tez No: 325723
- Danışmanlar: PROF. DR. SERDAR ÖZÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Nano yapı, Nanokristaller, Nanopartiküller, Nanoteknoloji, Nano structure, Nanocrystals, Nanoparticles, Nanotechnology
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı kadmiyum bazlı yarıiletken kolloidal nanokristaller sentezlemekve nanokristallerin büyüklük ve kompozisyonunun ayarlanmasısuretiyle eksiton dinamiğini kontrol etmektir.CdTe, CdTe/CdS ikili ve ZnxCd1-xTeüçlü yarıiletken nanokristaller ıslak kimya yöntemi ile sentezlenmiştir ve nanokristallerin optik özelliklerini artırmak için reaksiyon koşulları optimize edilmiştir. CdTe ve CdTe/CdS nanokristallerinin büyüklükleri reaksiyonzamanı ayarlanarak kontrol edilmiş ve parçaçık büyüklüğüne bağlı olarak optik özellikleri düzenlenmiştir. CdTe nanoparçacıklarının CdS kabuğu ile çevrelenmesi sonucu parçacıkların fotolüminesan kuantum verimleri %45?lere kadar çıkmaktadır. Başlangıçtakullanılan metal (Zn/Zn+Cd) mol oranlarının ve büyüme zamanlarının değiştirilmesi ile ZnxCd1-xTe üçlü nanoalaşımlar sentezlenmiştir. Büyüklüğüve kompozisyonu ayarlanabilir ZnxCd1-xTe üçlü nanoalaşımlarıluminesan özellik göstermektedir. Düşük Zn miktarı ile başlayan reaksiyonlar sonucunda elde kristaller Cd açısından zengin, Znaçısından fakir kristaliçyapısınasahiptirler. Ancak yüksek Zn miktarı ile başlayan tepkimeler sonucu oluşan nanoalaşımlarınZnaçısından zenginve Cdbakımından fakirkristaliçyapıları vardır.CdTe/CdS nanokristallerinin büyüklüğünün,ZnxCd1-xTe üçlü nanoalaşımların büyüklüklerinin ve kompozisyonlarının eksiton etkileşimleri ve dinamikleri üzerine etkisi incelenmiştir.Lazer atımı 10 15 foton/cm 2 olduğunda eksiton etkileşimleri, çıkış sinyalinde amplifikasyon doğurmaktadır. Eksiton yarı ömürleri piko-saniyeilenanosaniyearalığındadır.Bozunma spektrumları lazer gücünden, nanokristal boyut ve komposizyonundan etkilenmektedir.Lazer gücü arttıkça,özellikle ZnxCd1-xTe üçlü alaşım sistemlerinde yeni eksitonik haller oluşmaktadır. Nanokristallerde lazer gücüne bağlı olarak çoklueksitonlar yaratılmıştır. Küçük nanokristaller büyük nanokristallere kıyasla yüksek lazer gücü altında güçlü eksiton-eksiton etkileşimleri sergilemektedir. Büyük nanokristallerde ise daha düşük eksiton yoğunluğundan dolayıeksiton-eksiton etkileşimi azalmaktadır
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to synthesize cadmium-based semiconductor colloidal nanocrystals and to control their exciton dynamics by tuning the size and composition of the nanocrystals (NCs). CdTe, CdTe/CdSbinary,and ZnxCd1-xTeternary semiconductor NCsare prepared bywet chemistry. The reactions are thoroughly optimized to enhance the optical properties. The optical properties of CdTe and CdTe/CdS are tuned by the size of the NCs by adjusting the reaction(the growth)time. Coating CdTe NCs with CdS layer enhances the photoluminescencequantum yields up to 45%.ZnxCd1-xTe ternary nanoalloys weresynthesized by varying the initial mole ratios of metals (Zn/Zn+Cd) and the growth time.The size and the composition-tunable ZnxCd1-xTe nanoalloysexhibit highly luminescent optical properties.When theamount of initial Zn precursor is low,thenanoalloys haveCd-richandZn-poor internal crystal structure. However,at higheramount of Zn precursor, the nanoalloys have Zn-rich and Cd-poor core exhibiting gradient composition.The exciton interactions and dynamics are investigated as a function of the size of CdTe/CdS, and the composition and the size of ZnxCd1-xTe nanoalloys.The exciton interaction yieldsamplificationin the output signal at the threshold of 10 15 photon/cm 2sper laser pulse. Theexciton lifetimes are in the range of picoseconds to nanoseconds. The decay associated spectra are affected by the laser power,size and composition of the NCs. As the laser power increases new excitonic statesare created especiallyinZnxCd1-xTe nanoalloys.Multiexcitons were created in theNCs depending on the laser power. Small NCs exhibitstronger exciton-exciton interactionsunder high laser power compared to larger NCs.However larger NCshave lesserexcitondensity, therefore reducing theexciton-exciton interactions
Benzer Tezler
- Synthesis of zinc oxide nanoparticles by aqueous methods and effect of metal incorporation on the structural/functional properties of nanoparticles
Su bazlı metotlarla çinko oksit nano parçacıkların sentezi ve metal katkısının nano parçacıkların yapısal/fonksiyonel özelliklere etkisi
ÖZLEM ALTINTAŞ YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2014
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Synthesis of ZnCdSSe, CdSSeTe quaternary and ZnCdSSeTe quinary alloy quantum dots via two phase synthesis method
ZnCdSSe, CdSSeTe dörtlü ve ZnCdSSeTe beşli alaşım kuantum noktacıklarının iki faz sentez yöntemi ile sentezlenmesi
MERVE ERKAN
- Hydrothermal method for doping of zinc oxide nanowires and fabrication of ultraviolet photodetectors
Çinko oksit nanotellerin hidrotermal yöntemle aşılanması ve ultravİyole fotodedektör üretimi
AYŞEGÜL AFAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Synthesis & characterization of CdSe/ZnS quantum dots
CdSe/ZnS kuantum noktalarının sentezi ve karakterizasyonu
HAKAN AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Yeni nesil Si3N4:ZnO fotodiyotların üretimi ve elektro-optik karakterizasyonu
Manufacturing of novel Si3N4:ZnO photodiodes and their electro-optical characterisation
ERHAN İBRAHİMOĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Sakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...