Исследование фононных спектров микро и нанокристаллов халькогенидов свинца Черевков С.А., студент группы 6353 Научный руководитель Баранов А.В., д.ф.-м.н., профессор

Нанокристаллы (НК) халькогенидов свинца (PbS, PbSe) фундаментальные оптические переходы в области спектра мкм обладают рядом уникальных оптических и электрических свойств перспективны для исследования физики квантового пространственного ограничения и для приложений в нанофотонике ближнего ИК диапазона

Целью настоящей дипломной работы является исследование фононных спектров микро и нанокристаллов халькогенидов свинца с основным акцентом на сульфид свинца (PbS) с использованием метода резонансного микро-КР света.

Комбинационное рассеяние (КР) Информация о химическом соединении и структуре Не требуется пробоподготовка Бесконтактный метод Неразрушающий метод Лазер Образец Ночь фильтр Дифракционная решетка Детектор

Прибор Спектрометр микро-КР InVia Renishaw геометрия обратного рассеяния охлаждаемый многоканальный детектор линейно поляризованное излучение нм аргонового лазера дискриминация упруго рассеянного возбуждающего излучения системой двух ночь- фильтров регулирование мощности во избежание необратимого теплового воздействия измерения при комнатной температуре объектив 50х (NA 0.75)

Образцы PbS PbSe PbSeCd Были исследованы тонкие поликристаллические пленки PbS и PbSe и PbSeCd с толщинами ~ нм. Пленка PbS была нанесена на стеклянную подложку методом радиочастотного распыления порошка PbS в магнетронном разряде. Пленки PbSe и CdPbSe были нанесены методом термического испарения в вакуумной камере на нагретую стеклянную подложку, после чего они были отожжены в атмосферных условиях. Пленка PbS в дальнейшем использовалась в качестве образца объемного полупроводника при сравнении спектров РКР макро- и нанокристаллов PbS.

Образцы Также использовались сферические НК PbS, имеющие средние диаметры 3.8 нм и 6.6 нм, приготовленные методом высоко-температурного органометаллического синтеза в органическом растворе. Для измерений спектров КР образцы приготавливались путем нанесения и высушивания капли коллоидного раствора НК в тетрахлорметане на медную подложку. На рисунке приведены спектры поглощения (1а и 2а) и люминесценции (1b и 2b) коллоидного раствора НК в тетрахлорметане

Исследование фононных спектров поликристаллических пленок PbS, PbSe и CdPbSe методом резонансного КР света

PbS

PbSe

CdPbSe CdPbSe 1 CdPbSe2

Сравнительный анализ спектров резонансного КР макро- и нанокристаллов PbS.

На рисунке спектр КР поликристаллической пленки PbS представлен вместе со спектрами КР двух образцов нанокристаллов PbS c диаметрами 6.6 нм и 3.8 нм. Полосы в спектрах аппроксимированы гауссовскими функциями.

Заключение В результате исследования тонких пленок PbS, PbSe и CdPbSe было проведено предварительное отнесение полос в спектрах КР фононным модам материалов и колебаниям атомов кислорода, связанных с поверхностью пленок, а также показана информативность метода микро-КР для анализа пространственной однородности состава пленок. Сравнительный анализ спектров комбинационного рассеяния объемного PbS и нанокристаллов PbS показал, что полосы КР, относятся к LO-фононам Г точки зоны Бриллюэна, возникающие в результате «запрещенного» фрелиховского рассеяния и позволил сделать качественный вывод о возрастании электрон- фононного взаимодействия с уменьшением размера нанокристаллов.

Результаты работы были опубликованы в следующих статьях: 1.С.А. Черевков. Научно-технический вестник СПб ГУ ИТМО, вып. 51, с (2008). 2.S.A. Cherevkov, A.V. Baranov Сб. трудов V Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики-2008» октября 2008, Санкт- Петербург, СПб ГУ ИТМО 2008, стр С.А. Черевков, А.В. Баранов, К.В. Богданов, Е.В. Ушакова, А.В. Федоров, S. Tscharntke. Оптика и спектроскопия, том , с. 1368–1372. И изложены на 4 всероссийских и международных конференциях.

Спасибо за внимание