调控非同价元素构成的多组分硫化物薄膜材料以及调节晶体的原子排序是许多现代技术的性能的关键。但是人们对于有序结构在量子限域材料(比如胶体纳米晶体)的研究比较少。
有鉴于此,苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)Vanessa Wood教授、Maksym Yarema教授等对超小的三元/四元量子点材料(以I-III-VI组构成的Cu-Zn-In-Se半导体材料为例)的可能组成和原子排序的调节的可能性进行研究。合成了3.3 nm的四元纳米晶,并且发现在仅有100个原子构成的量子点中能够形成阳离子和阳离子空位的有序结构。
本文要点
(1)
通过实验和理论计算,研究了结构有序和光学性质之间的关系。发现阳离子的排列和有序性对荧光效率起到非常重要的影响作用。特别时Cu空位的浓度与荧光量子产率有关,结构有序能够促进形成具有光学活性的Cu空位结构。
(2)
另一方面,作者发现阳离子位点的无序性的不利影响作用,通过Zn(II)等中间价态阳离子能够减少这种无序结构。
参考文献
Maksym Yarema, Nuri Yazdani, Olesya Yarema, Nikola Đorđević, Weyde M. M. Lin, Deniz Bozyigit, Sebastian Volk, Annina Moser, Alexandra Turrini, Petr A. Khomyakov, Maarten Nachtegaal, Mathieu Luisier, Vanessa Wood, Structural Ordering in Ultrasmall Multicomponent Chalcogenides: The Case of Quaternary Cu‐Zn‐In‐Se Nanocrystals, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202406351
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202406351