3. Results and discussion
3.1. Characterization of the nanoparticles
As binary quantum dots, the bandgap of ternary systems is also
tunable with their diameter [32–34]. Since defects are involved in
such quantum dots that in turn hinder their crystalline nature,
diffusion of suitable elements, such as, zinc, copper, etc, have been
considered during the growth process. In addition to filling of the
defect sites, diffusion of such elements moreover can also tune the
bandgap of the quantum dots when the diameter of the nanoparticles
remained the same. In Fig. 1a, we show optical absorption
spectra of four AIZS nanoparticles having different content of
diffused zinc (one of them was lightly doped with manganese).
Although the diameter of the quantum dots did not differ, the
color of the nanoparticles in dispersed solution ranged between
green to red (inset of Fig. 1a). That is, the inclusion of zinc atoms in
the vacant sites resulted in widening of the band gap of AIZS
nanoparticles. TEM images of the nanoparticles have been clubbed
in Fig. 1b showing invariant nature of the diameter of the particles.
With the zinc diffusion, crystalline nature of the nanoparticles is
expected to improve since the zinc atoms would mostly occupy
different vacant sites before replacing some cationic elements
(Ag or In) from their respective sites.
The widening of the bandgap of quaternary nanocrystals upon
zinc inclusion has been explained in terms of hybridization of theZn4S orbital of relatively higher energy and the Sn5S orbital of
relatively lower energy [35,36]. In the present case, the addition of
zinc atoms to the host nanoparticles could induce an upward shift
of the conduction band (CB) due to an increase in the contribution
of the Zn4S orbital to the CB. As a result, the CB shifted with more
zinc diffusion and thereby widening the bandgap of the nanocrystals.
Once the bandgap is large enough, we could dope the
nanocrystals with manganese so that the d-states of the dopants
are located in the mid-gap region.
To observe the widening of the bandgap, we have plotted of
(Ahν)
2 as a function of energy (Fig. 1c). Since (Ahν)
2¼a(hνEg),
where A is the absorbance and a is a constant, the optical gap of
different AIZS nanoparticles could be estimated from the intercepts
of the linear portion of the plot, if the constant a is known.
The plots in Fig. 1c show that the intercept increases in energy
with an increase in the zinc content. The results hence confirm
that the bandgap widens with zinc-diffusion in the quaternary
nanocrystals.
We have recorded PL spectra of the nanoparticles (Fig. 2a).
As the absorbance spectra, the PL emission spectra of the nanocrystals
shifted towards the high-energy region when the ratio
between the contents of silver and zinc (M[Ag]/M[Zn]) decreases.
The Mn-doped quantum dots, on the other hand, exhibited a PL
emission in the 550–700 nm region, although their absorbance
demonstrated that they have the highest bandgap. This is due to
the involvement of the d-states of manganese in the PL emission.
In manganese-doped nanocrystals, upon photoexcitation, excitons
formed in the host material are transferred to the d-states of the
dopants that in turn decay radiatively to yield PL emission.
The tuning of PL emission in these zinc-alloyed silver–indiumsulfide
nanoparticles that could be useful in LED applications has
no adverse effect on the quantum yield (QY) of the emission. The
QY of the PL emission of the nanoparticles was calculated using
quinine sulfate (QY 58% in 0.1 N H2SO4) dye as the reference. The
QY of the PL emission has been tabulated in the inset of Fig. 2a. The
results show that the QY of the AIZS nanoparticles ranged between
27% and 39% with the yield of the nanocrystals having M[Ag]/
M[Zn]¼0.25 being the highest.
To fabricate the devices, we have used an organic layer (TPD)
as a hole-transport layer. Since TPD also exhibits sufficient PL
emission, EL spectrum of a device is expected to comprise of
emission characteristic to this layer. To suppress this passive
emission and channel the electro-generated excitons to the
quantum dots, efficient energy transfer from the TPD layer to the
nanoparticles has been an excellent approach. We hence recorded
PL excitation (PLE) spectra of the nanoparticles (Fig. 2b) and
compared them with the PL emission of the TPD layer. The PLE
spectra responded in the same manner as the optical absorption
one. That is, the PLE spectrum of the nanoparticles shifted towards
the higher energy with the inclusion of zinc in the nanostructures.
We find that the PL spectrum of TPD has an origin at 390 nm at
which all the nanoparticles absorbed. We hence would expect that
the LEDs based on the quantum dots, the excitons generated in
TPD would be transferred to the nanocrystals.
3 . ผลและการอภิปราย3.1 . คุณสมบัติของอนุภาคเป็นจุดควอนตัมไบนารี bandgap ระบบเทอร์นารีเป็นยังพริ้งกับเส้นผ่าศูนย์กลาง [ 32 – 34 ) เนื่องจากข้อบกพร่อง มีส่วนร่วมในจุดควอนตัมซึ่งจะขัดขวางธรรมชาติผลึกของพวกเขาการแพร่กระจายขององค์ประกอบที่เหมาะสม เช่น สังกะสี ทองแดง ฯลฯ ได้การพิจารณาในระหว่างขั้นตอนการเจริญเติบโต นอกจากการบรรจุของเว็บไซต์บกพร่อง การแพร่กระจายขององค์ประกอบดังกล่าว นอกจากนี้ยังสามารถปรับแต่งbandgap ของควอนตัมจุดเมื่อขนาดของอนุภาคยังคงเหมือนเดิม ในรูปที่ 1A , เราแสดงการดูดกลืนแสงสเปกตรัมของอนุภาคที่แตกต่างกันสี่ aizs มีเนื้อหาของพร่าสังกะสี ( หนึ่งในนั้นคือ ค่อย ๆเจือด้วยแมงกานีส )ถึงแม้ว่าเส้นผ่าศูนย์กลางของควอนตัมจุดไม่แตกต่าง ,สีของอนุภาคกระจายอยู่ระหว่างในโซลูชั่นสีเขียวกับสีแดง ( ใส่ของรูปที่ 1A ) นั่นคือการรวมของอะตอมสังกะสีพื้นที่ว่างให้ขยับขยายวงช่องว่างของ aizsอนุภาค ภาพเต็มๆ ของอนุภาคที่ถูกขังในรูปที่ไม่เปลี่ยนแปลงของธรรมชาติ 1B แสดงขนาดของอนุภาคกับสังกะสี การแพร่กระจาย ธรรมชาติผลึกของอนุภาคคือคาดว่าจะมีการปรับตัวดีขึ้น เนื่องจากส่วนใหญ่จะใช้ซิงค์อะตอมที่แตกต่างกันว่างเว็บไซต์ก่อนที่จะเปลี่ยนองค์ประกอบบางอย่างบวก( AG หรือ ) จากเว็บไซต์ของตนการขยับขยายของ bandgap ของควอ nanocrystals เมื่อสังกะสีรวมได้รับการอธิบายในแง่ของลูกผสมของ thezn4s การโคจรของพลังงานค่อนข้างสูง และ sn5s โคจรของ[ พลังงานค่อนข้างต่ำ 35,36 ] ในกรณีปัจจุบัน เพิ่มซิงค์อะตอมเพื่อโฮสต์สามารถชักนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในระดับนาโนของนำวงดนตรี ( CB ) เนื่องจากการเพิ่มขึ้นในการบริจาคของ zn4s โคจรกับ CB เป็นผลให้ , CB ขยับมากขึ้นการแพร่กระจายและสังกะสีจึงขยับขยาย bandgap ของ nanocrystals .เมื่อ bandgap มีขนาดใหญ่มากพอ เราอาจติดที่nanocrystals กับแมงกานีส เพื่อให้ d-states แห่งคุณภาพตั้งอยู่ในภูมิภาคช่องว่างกลางสังเกตการขยับขยายของ bandgap เรามีพล็อตของ( อาν )2 เป็นฟังก์ชันพลังงาน ( ภาพที่ 1c ) ตั้งแต่อาν )2 ¼ ( H νเช่น )ที่เป็นค่าและเป็นค่าคงที่ , ช่องว่างของแสงอนุภาคนาโน aizs แตกต่างกันสามารถประมาณได้จาก interceptsส่วนเส้นของพล็อต ถ้าคงที่เป็นเป็นที่รู้จักกันแปลงในรูป 1C แสดงให้เห็นว่าขัดขวางเพิ่มพลังงานกับการเพิ่มขึ้นของสังกะสี . ผลลัพธ์จึงยืนยันที่ bandgap widens กับการเผยแพร่สังกะสีในยุคควอเทอร์นารีnanocrystals .เราได้บันทึกสเปกตรัมของอนุภาคนาโนที่จะ ( รูปที่ 2A )เป็นสเปกตรัมการดูดกลืนแสง , สเปกตรัมของ nanocrystals คุณปล่อยขยับลงเมื่ออัตราส่วนต่อภูมิภาคระหว่างปริมาณเงินและสังกะสี ( m [ AG ] / m [ Zn ] ) ลดลงมินนิโซตาเจือจุดควอนตัม , บนมืออื่น ๆที่จะแสดงมลพิษใน 550 และ 700 nm ภูมิภาค แม้ว่าค่าของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าพวกเขามี bandgap สูงสุด นี้คือเนื่องจากการมีส่วนร่วมของ d-states ของแมงกานีสในคุณค่าใน nanocrystals แมงกานีสด้วย เมื่อ photoexcitation excitons ,เกิดขึ้นในวัตถุโฮสต์จะถูกโอนไป d-states ของในที่ในการเปิดการ radiatively ผลผลิตที่จะออกมาการปรับแต่งของสารมลพิษเหล่านี้คุณในเงิน indiumsulfide สังกะสีอัลลอยจำกัดอนุภาคนาโนที่สามารถเป็นประโยชน์ในการใช้งานได้นำไม่มีผลต่อปริมาณผลผลิต ( qy ) ของค่า ที่qy ของสารมลพิษของอนุภาคนาโนที่จะถูกคำนวณโดยใช้ควินินซัลเฟต ( qy 58% ใน 0.1 N กรดซัลฟิวริก ) ย้อมเป็นอ้างอิง ที่qy ของการวิจัยที่จะได้รับในที่ใส่ของรูปที่ 2A .ผลการวิจัยพบว่า qy ของ aizs อนุภาคมีค่าระหว่าง27 % และ 39 % กับผลผลิตของ nanocrystals มี M [ AG ]M [ Zn ] ¼ 0.25 เป็นสูงสุดการประดิษฐ์อุปกรณ์ที่เราต้องใช้ชั้นอินทรีย์ ( TPD )เป็นหลุมการขนส่งชั้น เพราะถ้าคุณยังมาเพียงพอการปล่อยเอลสเปกตรัมของอุปกรณ์ที่คาดว่าจะประกอบด้วยลักษณะการปล่อยชั้นนี้ การปราบปรามนี้เรื่อย ๆการปล่อยและโรงสร้าง excitons กับช่องควอนตัมพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพโอนจากเกี่ยวข้องกับชั้นอนุภาคนาโนเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยม เราจึงบันทึกกระตุ้น ( คุณเปิ้ล ) สเปกตรัมของอนุภาคนาโน ( รูปที่ 2B ) และเมื่อเทียบกับการปล่อยถ้าคุณของชั้น โดยเปิ้ลสเปกตรัมการตอบสนองในลักษณะเดียวกับการดูดแสงหนึ่ง นั่นคือ เปิ้ลสเปกตรัมของอนุภาคนาโนขยับต่อพลังงานที่สูงด้วยการรวมของ สังกะสีในนาโน .เราพบว่าสเปกตรัมของถ้าคุณมีที่มาที่ 390 นาโนเมตรที่ซึ่งทุกอนุภาคนาโนดูดซึม เราจึงคาดหวังว่าไฟ LED ตามจุด excitons ควอนตัม , สร้างขึ้นในถ้าจะย้ายไป nanocrystals .
การแปล กรุณารอสักครู่..
