Влияние диэлектрической матрицы на формирование наночастиц сульфида кадмия с заданными оптическими свойствами

Проект направлен на изучение фундаментальной проблемы, связанной с изучением влияния диэлектрической матрицы на формирование полупроводниковых наноструктурных материалов. Предусматривается получение квантовых точек (КТ) CdS в различных диэлектрических матрицах для минимизации оптических потерь за счет безизлучательной релаксации. Будут получены нанокомпозиты с КТ в диэлектрических матрицах методами высокотемпературного синтеза и золь-гель метода. Будет проведен анализ механизма образования и роста наночастиц сульфида кадмия в диэлектрической матрице; формирование дефектных состояний, ухудшающих интенсивность люминесценции; влияния исходных компонентов как матрицы, так и люминесцентных наночастиц; условий синтеза и дополнительной термообработки; зависимости оптических свойств от процессов зародышеобразования и роста наночастиц. Предлагаемый проект является в основном экспериментальным и базируется на комплексном использовании рентгеновского излучения, оптической флуоресцентной и электронной микроскопии, динамического рассеяния света, дифферинциального термического анализа, энерго-дисперсионного анализа, масс-спектрометрии, спектрофотометрии.Для исследования свойств КТ в разных матрицах будут синтезированы диэлектрические матрицы из стекла с различным содержанием ионов серы и кадмия методом высокотемпературного синтеза и золь-гель методом. Будет проведен термический анализ полученных образцов непосредственно для определения условий синтеза квантовых точек. Далее будут синтезированы квантовые точки CdS внутри матрицы с различной структурой, размером и распределением по размерам. Проектом предусматривается изучение взаимосвязи: режимы синтеза и термообработки – дефекты кристаллической структуры – оптические свойства. Регулирование концентрации, размера и взаимного расположения КТ CdS позволит целенаправленно влиять на оптические свойства для создания нанокомпозита с высокими оптическими характеристиками. Планируется провести моделирование расположения КТ в диэлектрической матрице во время синтеза золь-гель методом и во время термообработки готовых нанокомпозитов.Уникальное сочетание методов синтеза, анализа и моделирования позволит установить зависимость оптических свойств люминесцентных наночастиц от матрицы, в которой они синтезированы, установить допустимые концентрации активатора, развивать методики направленного синтеза оптического материала с наночастицами CdS.