4. Іонна областьІонна область Молекулярна областьМолекулярна область Макромолекулярна областьМакромолекулярна область Мікро-областьМікро-область
Скануючий
тунельний
мікроскоп
Скануючий
електронний мікроскоп
1 нм1 нм 10 нм10 нм 50-100 нм50-100 нм 1000 нм1000 нм
Діаметр нанотрубки
Вірус
Бактерія
Квантова точка
еритроцити
1 нм1 нм 10 нм10 нм 100 нм100 нм 1000 нм1000 нм
Одно-електронний
транзистор
Оптичний мікроскоп
конфокальний мікроскоп
Спектроскопія ближнього поля
Плазмова нано-спектроскопія
Діапазон застосування мікроскопічних методикДіапазон застосування мікроскопічних методик
400 нм400 нм200 нм200 нм
20 нм20 нм
1 нм = 10-9
м в 10 000 разів менше діаметра людської волосини.
Один кубічний нанометр (нм)3
приблизно в 20 разів більше об’єму індивідуального атома.
5. Постулат БораПостулат Бора:: в потенціальній ямі дозволені лише ті траєкторії руху електронав потенціальній ямі дозволені лише ті траєкторії руху електрона
(рівні(рівні енергії) для яких імпульсенергії) для яких імпульс ppnn і ширина ямиі ширина ями LLzz пов'язані співвідношеннямпов'язані співвідношенням::
Рівні енергії в ямі:Рівні енергії в ямі:
2
*
,
*
,
2
2
1
2
==
L
n
mm
p
E
hehe
n
n
π
n –n – номер квантового стану.номер квантового стану....3,2,1,n, == nLpn π
Просторове обмеження в наноструктурахПросторове обмеження в наноструктурах
CdSCdS CdSeCdSe CdTeCdTe SiSi GG
ee
11
22
33
44
55
00
=
2
2
2
*
dk
Ed
m
- залежить від кривизни- залежить від кривизни
дисперсіїдисперсії
(матеріалу, типу(матеріалу, типу
частинки та її швидкості)частинки та її швидкості)
)kЕ(
Ефективна масаЕфективна маса
LL = 5= 5 нмнм →→ EE11 = 0.02= 0.02 еВ,еВ,
длядля mm** ≈≈ 0.10.1 mm00,, ((mm00 = 10= 10-27-27
гг))
EE11 = 0.2= 0.2 еВеВ
НапівпровідникНапівпровідник mmcc** mmhh**
GaN 0.2 0.8
CdS 0.2 0.9
CdSe 0.13 0.8
CdTe 0.11 0.35
GaAs 0.07 0.5
Si 0.98 повздовж.
0.19 попереч.
0.52
Ge 1.58 повздовж.
0.08 повздовж.
0.3
Ефективна маса електрона і діркиЕфективна маса електрона і дірки
6. Спектри фотолюмСпектри фотолюміінесценціі нанокристаллівнесценціі нанокристаллів SiSi
.0 збуджgФЛ EEEh −∆+=ν
Зміна Eg (Si) внаслідок
конфайменту в 1, 2 і 3
напрямках..
Довжина хвилі, мкм
Енергія фотонів, еВ
ІнтенсивністьФЛ,відн.од.
Із зменшенням розмірів нанокристаллів Si спектр їхІз зменшенням розмірів нанокристаллів Si спектр їх люмінесценціїлюмінесценції
зсувається у високоенергетичнузсувається у високоенергетичну (короткохвильову) область внаслідок(короткохвильову) область внаслідок
квантового размірногоквантового размірного ефекту (конфайменту)ефекту (конфайменту)
55-6-6 нмнм
3D
1D
2D
8. Діаметр пятнаДіаметр пятна
збудження ~100 мкмзбудження ~100 мкм
флуктуації розмірів, форми і компонентного складуфлуктуації розмірів, форми і компонентного складу
КТ призводять до неоднорідного уширення смугиКТ призводять до неоднорідного уширення смуги
випромінювання, яке складає ~20÷30 меВвипромінювання, яке складає ~20÷30 меВ
Густина КТ ~10Густина КТ ~101010
÷10÷101111
смсм-2-2
- одночасно збуджуються- одночасно збуджуються
~10~1066
÷10÷1077
КТКТ
9. Фотолюмінесценція InGaAs КТ
Single quantum dots: fundamentals,
applications and new concepts/ Peter
Michler (Еd.)/ Springer-Verlag, Berlin,
2003.
InGaAs КТ
2К
10. Атомно-подобнАтомно-подобний дискретний спектрий дискретний спектр InAsInAs КТКТ
EE00Eg
Ec
Ev
е2
е1
е0
h0
h1
h2
d
хPhys. stat. sol. (a) 203 (10) (2006) 2403
B. L. Liang, Zh. M. Wang, Yu. I. Mazur, V. V. Strelchuk, and G. J. Salamo
EE11EE22
a
b
c
14. Е Е Е
2D шар
КТ
Езб
2LO(2D)
2LO(KT)
LO(2D)
ФЛ
Вихідний резонанс Вхідний резонанс
LOзб 20EE ω+=
0EE =зб
D
E2
0
LO2
ω
KT
E0
KT
E0
15. Спектри РКРС і умови збудженняСпектри РКРС і умови збудження
x=0,35
Частота, см-1
x=0
x=0,35
291,7 см-1
266,5см-1
528 см-1 576 см-1
x=0,30
Езб = 1,16 еВ (λзб = 1.06 мкм)
16. x
ТР Inх
Ga1-х
As ВРРД
0.65 234 262.8 2.5 -3 ≈242.4 ≈264
0.25 235.8 282.4 7.3 3.4 – ≈242.4 ≈286.5
like
GaAs
LO
−)(0ω
like
InAs
LO
−)(0ω likeGaAs
екс
LO
−)(
ω
likeInAs
екс
LO
−)(
ω
confω∆eкс
strω∆теор
strω∆
Аналіз компонентногоАналіз компонентного
складу шарівскладу шарів
InInxxGaGa1-x1-xAs/GaAsAs/GaAs
( ) ,28,343,292 2
xxxLO −−=ω
( )yyxxzzstr KK εεεω ++=∆ 1211
~
2
1~
2
1
z
z
L
n
q
π
=
22. Дифракційна межа розділу оптичних приладів
Дифракція в паралельних променях (Фраунгофера)
Зелена крива – розподіл інтенсивності у фокальній
площині (масштаб по х сильно збільшений)
Дифракційне центральне світле пятно
(диск Ейрі) → приймається за точкове
джерело світла радіусом r = 1,22 (λ/D) F
( ≈85% енергії світла)
Дифракція на круглому отворі
Роздільна здатність характеризується не кутовою, а лінійною відстанню між двома
близькорозташованими точками об’єкту, які ще можуть сприйматись окремо.
α
λ
sin
61,0
min
⋅
=
n
r
5,1;1sin;
2
=≈≈ nα
π
α
λ4,0min ≈r
23. Конфокальна мікроскопіяКонфокальна мікроскопія
ЗвичайнийЗвичайний мміікроскопкроскоп – у фотоприймач– у фотоприймач
попадає світло від різних точок зразкапопадає світло від різних точок зразка..
ДіафрагмаДіафрагма покращує контрастпокращує контраст - зменшує- зменшує
вклад від областей зразку поза точкоювклад від областей зразку поза точкою
фокусування.фокусування.
Світлоподільна пластинка спрощуєСвітлоподільна пластинка спрощує
конструкцію мікроскопа.конструкцію мікроскопа.
Роздільна здатністьРоздільна здатність
Конфокальний мікроскопКонфокальний мікроскоп
2
22
65.1
sin
5.1
,88.0
sin
44.0
′==
Θ
=∆
=′
′
=
Θ
=
D
F
NA
n
n
z
nдеF
Dn
r
conf
conf
λ
λλ
λλ
λλ
F
Dn
rresel
λλ ′
=
Θ
= 22.1
sin
61.0
Звичайний мікроскопЗвичайний мікроскоп
Robert H. Webb Rep. Prog. Phys. 59 (1996) 427-471.
1 2
Підвищення контрастуПідвищення контрасту за рахунокза рахунок
аналізу (фокусування) точки збудженняаналізу (фокусування) точки збудження..
3 4
Θ
25. 1928 р.1928 р. - вперше- вперше
запропонованозапропоновано EE..HH.. SynghSyngh
11972 р.972 р. -- спостерігалосьспостерігалось EE..AA..
AshAsh вв дослідахдослідах зз
мікрохвилямимікрохвилями
початокпочаток 80-х80-х роківроків отриманоотримано
розділеннярозділення λλ/20 (/20 (DD..WW.. PohlPohl ,,
ЛабораторіяЛабораторія ІВМ, Цюріх)ІВМ, Цюріх)
Спектроскопія ближнього поляСпектроскопія ближнього поля
поєднує елементи звичайної оптики і скануючої зондовоїпоєднує елементи звичайної оптики і скануючої зондової
мікроскопіїмікроскопії
26. Основи ближньопольової спектроскопіїОснови ближньопольової спектроскопії
PP00 λλ00
2a
2a<<2a<<λλ00 ΙΙEEΙΙ22
= const= const
Проходження світла через отвірПроходження світла через отвір
в екранів екрані діаметромдіаметром 2а2а <<<< λλoo..
Линії постійнної інтенсивності оптичногоЛинії постійнної інтенсивності оптичного
випромінювання поблизу отвору.випромінювання поблизу отвору.
Z < 100 ÅZ < 100 Å –– ближня зонаближня зона в якій електромагнітне поле існує у вигляді еванесцентнихв якій електромагнітне поле існує у вигляді еванесцентних
(стаціонарних) мод локалізованих поблизу діафрагми.(стаціонарних) мод локалізованих поблизу діафрагми.
Z > 100 ÅZ > 100 Å –– дальня зонадальня зона в якій поширюються лише випромінювальні моди.в якій поширюються лише випромінювальні моди.
ДляДля λλ = 500 нм= 500 нм іі 2а = 5 нм2а = 5 нм потужність випромінювання в дальній зоніпотужність випромінювання в дальній зоні Р = 10Р = 10-10-10
PPоо
ВВ результаті взаємодії еванесцентних мод із досліджуваним зразкомрезультаті взаємодії еванесцентних мод із досліджуваним зразком
розміщеним перед отвором у ближній зоні частина енергіїрозміщеним перед отвором у ближній зоні частина енергії
електромагнітного поля перейде у випромінювальні моди, інтенсивністьелектромагнітного поля перейде у випромінювальні моди, інтенсивність
яких реєструється фотоприймачемяких реєструється фотоприймачем..
27. Спектроскопія ближнього поляСпектроскопія ближнього поля
Апертурна і безапертурна ближньопольна спектроскопіяАпертурна і безапертурна ближньопольна спектроскопія
Діаметр світлового пятнаДіаметр світлового пятна ≈≈dd ((h,d <<h,d << λλ))
Схема оптоволоконногоСхема оптоволоконного
ближньопольового зондаближньопольового зонда
Блок-схемаБлок-схема
ближньопольового мікроскопаближньопольового мікроскопа
1.1. Загострене оптичне волокно;Загострене оптичне волокно;
2.2. Металічне покриття;Металічне покриття;
3.3. Випромінювання;Випромінювання;
4.4. Вихідна апертура зонда (Вихідна апертура зонда (d<<d<<λλ););
5.5. Поверхня зразка;Поверхня зразка;
6.6. Відстань між зразком іВідстань між зразком і
апертурою зонда (апертурою зонда (h<<h<<λλ))..
1.1. МікрообМікрооб’’єктив, що працює уєктив, що працює у
відбитому світлі;відбитому світлі;
2.2. МікрообМікрооб’’єктив, що працює уєктив, що працює у
прохідному світлі.прохідному світлі.
28. Проблеми ближньопольноїПроблеми ближньопольної
спектроскопіїспектроскопії
Низька ефективність освітлення обНизька ефективність освітлення об’’єкта -єкта - ~~1010-6-6
÷10÷10-4-4
від введеного у волокновід введеного у волокно
світла.світла. Інша його частина поглинається металічним покриттям зонду іІнша його частина поглинається металічним покриттям зонду і
нагріває йогонагріває його;;
При потужності випромінювання на кінці зонду ~10 нВт плавиться алюмінієвеПри потужності випромінювання на кінці зонду ~10 нВт плавиться алюмінієве
покриття.покриття.
розподіл температури в зонді залежить від його мікрогеометрії структурирозподіл температури в зонді залежить від його мікрогеометрії структури
поля при вершині.поля при вершині.
при зменшені радіусапри зменшені радіуса rr діафрагми швидко спадає детектований сигналдіафрагми швидко спадає детектований сигнал
(I ~(I ~ rr66
).).
29. Мікро і Нано-КРС зображенняМікро і Нано-КРС зображення
КРС зображення однієї вуглецевої нанотрубки (КРС зображення однієї вуглецевої нанотрубки (SWNT).SWNT).
Контраст відповідає локальній інтенсивностіКонтраст відповідає локальній інтенсивності G'G' смуги (2640 смсмуги (2640 см-1-1
))
Anderson et.al.Anderson et.al. J. Am. Chem. Soc. 127 (2005) 2533.J. Am. Chem. Soc. 127 (2005) 2533.
30. Фотонний кристал ізФотонний кристал із PbSePbSe КТКТ:: (a, c, e)(a, c, e) топографія поверхнітопографія поверхні фотонного кристала і оптичнефотонного кристала і оптичне
випромінюваннявипромінювання PbSePbSe КТКТ (b, d, f)(b, d, f) зареєстроване ближньопольною спектроскопієюзареєстроване ближньопольною спектроскопією..
λλ = 632,8= 632,8 нмнм ((He-NeHe-Ne лазер)лазер),, обоб’’єктивєктив Olympus 40x, NA=0.6.Olympus 40x, NA=0.6.
Li J, et.al. OPTICS EXPRESS 14 (2006)10740.Li J, et.al. OPTICS EXPRESS 14 (2006)10740.
АСМ топографія поверхніАСМ топографія поверхні
Ближньопольна спектроскопіяБлижньопольна спектроскопія
випромінюваннявипромінювання PbSePbSe КТКТ
Локалізація екситонів в одній вуглецевій нанотрубціЛокалізація екситонів в одній вуглецевій нанотрубці
32. Підсилене вістрям комбінаційне розсіянняПідсилене вістрям комбінаційне розсіяння
світла (світла (TERS – tip enhancement Raman scatteringTERS – tip enhancement Raman scattering))
КРС вуглецевих нанотрубокКРС вуглецевих нанотрубок::
А) конфокальне зображення зА) конфокальне зображення з
розділеннямрозділенням ≈≈300нм300нм;;
В)В) TERSTERS зображення з просторовимзображення з просторовим
розділеннямрозділенням ≈≈20нм20нмПідсилене поле на вістрі голкиПідсилене поле на вістрі голки
у фокальній точці лазерногоу фокальній точці лазерного
пучка локально взаємодіє ізпучка локально взаємодіє із
зразкомзразком..
33. Gucciardi et al., J. Microsc. 209, 228 (2003)Gucciardi et al., J. Microsc. 209, 228 (2003)
Нано-КРС зображенняНано-КРС зображення TCNQTCNQ
АСМ-зображенняАСМ-зображення КРС (1453 смКРС (1453 см-1-1
))
TCNQTCNQ –– tetracyanoquinodimethanetetracyanoquinodimethane crystalcrystal
36. InIn0,60,6 GaGa0,40,4 As/GaAsAs/GaAs,, ТТрр = 500= 500 00
ССCdSe/ZnSeCdSe/ZnSe
InAs/GaAs КТ
Ge/SiGe/Si КТКТ
К о н ц е н т р а ц ія ( % )G e
Висотанм()
4
8
1 2
1 4
Л а т е р а л ь н а в ід с т а н ь н м )(
- 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0
0
5 0
1 0 0
>35% Si
> 65% Ge
MalachiasMalachias A.A.,, et.al. // Phys. Rev.et.al. // Phys. Rev.
Lett.Lett. 9191 (200(20033) 1) 17610176101..
Kegel I., et.al. Phys. Rev. Lett.
85 (2000) 1694.
Peranio N., et.al. Phys. Rev. BPeranio N., et.al. Phys. Rev. B..
6161 ((20002000)) 1601516015..
Rosenauer A.Rosenauer A. at al //at al //
Phys. Rev. B. 61 (2000) 8276.Phys. Rev. B. 61 (2000) 8276.
37. GaAsGaAs
захисний шарзахисний шар
(In,Ga)As КТ(In,Ga)As КТ h ≈ 4-5 нмh ≈ 4-5 нм
GaAs підкладкаGaAs підкладка
GaAs буферGaAs буфер
Змочуючиий шарЗмочуючиий шар
dd ≈≈ 1 нм1 нм
(In,Ga)As/GaAs(In,Ga)As/GaAs
11 22 11 22 2211 11
[001]
[011]
1 2
[011]
~80-85 нм
Спектри КРССпектри КРС InIn0.450.45GaGa0.550.55As/GaAsAs/GaAs
strconfкомпон
КТD
ωωωω ∆+∆+= .
)(2
.exp
анізотропія фононованізотропія фононов
Угол, градус
Интенсивню,отн.ед.
22D-D-змочуючий шар - х ≈ 25%змочуючий шар - х ≈ 25%
Квантові точки - х ≈ 60%Квантові точки - х ≈ 60%
Editor's Notes
1 нм = 10-9 м в 10 000 разів менше діаметра людської волосини.
Один кубічний нанометр (нм)3 приблизно в 20 разів більше об’єму індивідуального атома.
На наступному слайді показано як змінюється кутовий розподіл інтенсивності випромінювання КТ в упорядкованих структурах.
Збудження спектрів ФЛ здійснювалось з енергією кванта 2,33 еВ, що значно більше ширини забороненої зони GaAs. Фотозбуджені носії термалізуючись на квантово-розмірні рівні КТ втрачають свою поляризаційну пам’ять.
У всіх випадках спостерігається відмінність інтенсивності випромінювання вздовж [0-11] і [011] напрямків. Для ідеальної кубічної структури (симетрія Td) і тетрагональної структури (симетрія D2d) ці напрямки еквівалентні. Ми провели структурні дослідження цих структур методом високо-роздільної рентгенівської дифракції. Виявилось, що просторове впорядкування КТ і КН приводить до утворення квазіперіодичного розподілу деформаційних полів внаслідок чого має місце пониження кристалографічної симетрії системи від ідеальної тетрагональної до С2v (близької до моноклінної). В результаті напрямки [0-11] і [011] стають нееквівалентними. Таким чином ми встановили, що оптична анізотропія випромінювання обумовлена наявністю значних квазіперіодичних деформаційних полів, які зумовлюють пониження симетрії системи. Слід зазначити, що подібний ефект пониження симетрії системи і оптична анізотропія екситонного випромінювання спостерігалась у випадку надграток CdTe/CdMnTе. Крім того, ми вважаємо, що додатковий вклад в анізотропію випромінювання може давати анізотропія форми КТ.
Таблиця – експериментальні і розраховані частоти LО фононів.
Спектр ФЛ двох зразків із товщиною вставки 1,5 МШ, і 3,0 МШ.
3,0 МШ – максимум ФЛ (5К) ≈ 2,306 еВ
Низькоенергетичне зміщення смуги ФЛ для зразка 3,0 МШ в порівнянні з 1,5 МШ зумовлене зростанням вмісту Cd як в малих острівцях, так і в 2D-шарі, товщина якого практично не змінюється. Збільшується напівширина від 24 меВ (1,5 МШ) до 41 меВ (3,0 МШ).
Інтенсивність смуги ФЛ зменшилася більш, ніж в два рази – це означає, що в товстішому зразку ефективність випромінювання істотно падає. Причиною цього є значне зростання ролі дефектів структури.
Особливо критичний влив номінальної товщини CdSe на ефективність ФЛ має місце при товщинах, що перевищують 3,0 МШ. Так, для зразка 3,15 МШ нам не вдалося зареєструвати ФЛ при тих же умовах збудження та реєстрації. Такий різкий товщинний ефект може вказувати на початок пластичної релаксації напружень в шарі CdxZn1-xSe.
Однак, принаймні, частина острівців, ще зберігає як свої розміри, так і компонентний склад. Про це свідчить отриманий спектр мікрокатодолюмінесценції зразка 3,15 МШ, для якого спектральне положення смуги свічення практично не змінюється у порівнянні з ФЛ зразка 3,0 МШ, а спостерігається невелике збільшення напівширини.
Показаний спектр збудження люмінесценції CdxZn1-xSe острівців, який відображає характер густини енергетичних станів, а спостережувані піки відповідають переходам між підзонами розмірного квантування електронів і дірок. СЗЛ для станів, які відповідають низькоенергетичній частині смуги ФЛ практично не залежать від енергетичного положення детектування. Це означає, що в цьому енергетичному інтервалі смуга ФЛ формується глибокими станами з яких не відбувається подальша релаксація енергії і, відповідно, їх можна розглядати як основні стани острівців, а СЗЛ відповідає спектру поглинання екситонів в острівцях. У високоенергетичній області СЗЛ спостерігаються два чітких піки (hh-lh розщеплення), які відповідають екситонним переходам легких та важких дирок ZnSe (, ), що є прямим доказом наявності в ZnSe бар&apos;єрних шарах досліджуваних структур механічних напружень. Наявність такої структури в області ZnSe свідчить про високу ефективність збудження локалізованих екситонів в острівцях через матрицю ZnSe.
Ефект локалізації екситонів в окремих CdSe острівцях спостерігається в низькотемпературних спектрах мікро-ФЛ при співмірності латеральних розмірів острівців із екситонним радіусом Бора (для CdSe RБ ≈ 5 нм). Якщо латеральний розмір CdXZn1-XSe острівців більший 5 нм спектр екситонних станів практично не залежить від латеральних розмірів острівців, а енергетичне положення глибоких станів, які відповідають 3D-подібним острівцям, визначається концентрацією Cd в острівцях. Латеральні неоднорідності концентрації Cd приводять до значного неоднорідного уширення енергетичного спектра випромінювання (смуги макро-ФЛ). В такій системі із складним ландшафтом потенціальної енергії локалізації ефективність процесів латеральної міграції екситонів є достатньо високою. 3D-подібні острівці забезпечують сильну локалізацію екситонів, що зумовлено високим вмістом в них Cd, великим об&apos;ємом, і низькою густиною (~200 мкм-2). Міграція екситонів між глибокими центрами локалізації практично повністю відсутня. При низьких температурах процес латеральної міграції екситонів є важливим для 2D-подібних острівців в порівняні з великими 3D-подібними острівцями. Латеральна міграція екситонів в більш глибокі центри локалізації проявляється в довгохвильовому (стоксовому) зсуву екситонної лінії випромінювання острівців відносно е1 – h1 піка СЗЛ.
Показані спектри КРС при нерезонансних і резонансних умовах збудження.
1,5 МШ – В спектрі резонансного КРС спостерігається значне збільшення інтенсивності розсіяння на LO фононах. В спектрі чітко проявилося низькочастотне зміщення LO-фонона (ωLO = 249 см–1) в порівнянні з нерезонансним спектром. Це зміщення особливо очевидне для 2LO- і 3LO-фононних ліній ( 497 см–1, 745см–1 ). Виявлена різниця частоти LO-смуги відносно її значення = 253 см–1 для об’ємного нелегованого ZnSe відповідає твердому розчину CdxZn1-xSe складу х 8 %. LO-фононні смуги при резонансі асиметричні і розширені (ГLO11 см–1 і Г2LO18,5 см–1), що може бути наслідком неоднорідності розподілу напружень та градієнтному розподілу Cd в двомірному CdxZn1-xSe шарі. отримане значення х менше вмісту Cd не тільки в збагачених острівцях, але і в двомірному ZnCdSe-шарі. Можуть бути дві причини цієї розбіжності. Головна полягає в тому, що вставка CdxZn1-xSe при “докритичних” товщинах 1,5 МШ і 3,0 МШ знаходиться в сильно стиснутому стані, що підвищує частоти фононів. При тисках в діапазоні близько 10 кбар зміщення Δω може складати декілька см–1.
3,0 МШ. При переході до зразка 3,0 МШ з більшим вмістом Сd неоднорідності компонентного складу вставки і напружень в квантовому шарі повинні відігравати ще більшу роль. Цьому не суперечать наші експериментальні дані при резонансному збудженні (Езб = 2,41 еВ). В спектрі КРС знову домінує розсіювання на LO-фононах вставки CdxZn1-xSe. Збільшення вмісту Cd в двовимірному шарі і особливо в острівцях проявилося в подальшому зменшені частоти LO фонона (ωLO ≈ 246 см–1) в порівнянні із зразком 1,5 МШ.
Оцінене значення компонентного складу (х 14%) для областей вставки CdxZn1-xSe ще більше відрізняється від середніх значень х для шару та острівців (19 % та 35 %, відповідно), отриманих з електронно-мікроскопічних даних. Цікаво відзначити, що при резонансному збудженні в межах смуги ФЛ ми отримали різні значення частот LO. Це дозволяє нам стверджувати, що відповідальними за уширення смуги ФЛ є флуктуації компонентного складу.
На закодованому в градації кольорів розподілі інтенсивності ФЛ спостерігаються два помітних ефекти: (і) уширення і низькоенергетичне зміщення максимуму смуги ФЛ для зразка 3.0 МШ, в порівнянні з 1.5 МШ, що обумовлено збільшенням як концентрації Cd, так і флуктуацій розмірів острівців; (іі) драматичне зменшення констант затухання випромінювання в області високоенергетичного крила смуги ФЛ (криві 5). Останнє зумовлено ефектом міграції екситонів між мілкими центрами локалізації, що приводить до 2D-подібного характеру їх локалізації в 2D CdхZn1-хSe острівцях. Екситони залишаються сильно локалізованими лише в 3D-подібних острівцях, які відповідальні за низькоенергетичне крило смуги ФЛ. Більш детальний аналіз спектрів короткочасової ФЛ досліджуваних структур приведений ….
Випромінювальний час життя локалізованих екситонів і середню енергію зв’язку ми оцінили скориставшись відомою залежністю τ(Е), яка описує процес латерального переносу енергії в масивах наноострівців високої густини. Вважається, що хвости густини станів структури формуються дисперсією розмірів і компонентного складу і описується експоненціальною залежністю пропорційною . Залежність часу затухання ФЛ локалізованих екситонів від спектрального положення випромінювання має вигляд:
, (4.3)
де випромінювальний час життя, відповідає енергії при якій час затухання рівний часу латерального переносу і інтерпретується як край рухливості екситонів. характеристична енергія для густини станів, яка відповідає середній енергії локалізації в нанострівцях. Отримані в результаті моделювання параметри показані на рис.
Отже, методом ФЛ ми експериментально отримали підтвердження домінуючого внеску флуктуацій компонентного складу в неоднорідне уширення смуги випромінювання наноострівців CdХZn1-ХSe. Дослідження спектрів короткочасової ФЛ показали ефективність латеральної міграції екситонів в щільних масивах CdХZn1-ХSe острівців.