Synthesis and Photoluminescence Spectra of the Composite Films with Cadmium Sulfide Nanocrystals

(1)

Х Х

Х

г г

1

бХ г г

є

2

бХ г г

2

бХ г г

2,*

_,

г г

2

бХ г г

1

бХ г г

1

Х

Х а

Х гХ г

ЄгХ а

а

Х

а

,Х гХ а

,Хй1,ХеизнХ

,Х

а а

2

а

Х

Х"

аХ

а",Х

гХ г

а

,Х1

_{2, 7}

ое1иХ

,Х

а а

( Х21.06.2013; ХonlineХ31.01.2014)

Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х в

Х Х ХЭ ХшdSЮбХ Х - Х Хin situ. Х в

Х Х Х Х пХ Х ХE 1.6-2.3 бХ Х Х бХ Х

Х ХE 2.3-3.0 гХ Х Х ХшdЭ Ю2∙2H2OХ Х Х Х

ХилХ Хйн%Х Х Х Х Х Х Х Х Х г Х в

Х Х бХ Х Х Х Х Х Х Х Х

Х ХшdSг

Х пХ Х Х бХ Х бХ Х г

PACS numbers: 81.07. ± b, 78.55. ± m, 78.67. ± n

*

_{gilchuk@lp.edu.ua}

1. Х

,

Х

в

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

в

Х

Х Х

в

Х

, єХ ’є

Х

Х Х

Х

гХ

Х Х

Х

Х –

бХ

’

Х Х

Х

бХ

в

бХ

Х Х

Х ’є

Х

в

Х

г

Х

ХA

2

B

6

Х

в

Х

Х в

Х Х

Х

Х [ж, 2],

Х

Х[и, й]бХ

Х

в

-

Х

Х[к]Х Х

Х

бХ

Х

Х Х

Х

в

Х Х

бХ

Х

в

бХ

Х

бХ

Х

в

бХ

гХ

Х

ХCdS єХ

Х Х

в

Х

бХ

Х

Х Х

Х

Х Х Х

Х

є

Х

бХ

ХєХ

в

Х

Х Х

Х

Х [л]гХ

Х

в

Х

Х Х

Х

в

Х

Х шdSпХ

Х в

Х Х

бХ

Х

бХ

-

Х

бХ

Х

в

Х Х

Х

гХ

Х

бХ

Х

в

є

Х Х

-

Х

бХєХ

Х

в

Х

бХ

Х Х

Х

г

Х

-Х

Х

бХ

в

Э

ЮХ

Х

.

Х

Х Х

Х

в

єХ

Х

є

Х

Х Х

бХ

Х Х

Х

Х Х

в

Х

Х бХ

Х

бХ

Х Х

Х

Х Х

Х

Х Х Х

Х

Х Х

Х

гХ

Х

в

-

Х

Х Х

Х

бХ

Х

Х Х

Х

в

бХ

Х

Х Х

Х

Х Х

в

Х

бХ

Х

гХ

Х

в

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

гХ

Х

в

Х

Х шdSХ

in

situ

Х

Х[7].

Х

CdS,

Х

в

бХ

Х

-

Х

Х Х

Х

ХЭ

в

ЮХ

бХ

Х Х

Х

в

ХЭ

Х

Юг

2. Е

Е

Ь

ХЧ

2.1 Х

Х ЭшdЭшэ

3

COO)

2

∙2H

2

OЮХ

Х

“

”ХЭ

Хкнзй-79).

Х

Х ЭNa

2

S∙оэ

2

OЮХ

Х “

”Х

Э

Хзеки-77).

пХ

Х

Х “

”Х Э

Х

2603-моЮбХ

ХЭ

ЮХ

Х бХ

Х

ХЭ

Х

8981-мнЮбХ

ХЭ

ЮХ

Х“

”Х

Э

Х зезно-74),–

Х

в

Х

є Х Х

Х

г

Х

-20еХ ЭMerckбХ

ЮХ

Х

г

Х

в

Х

Х Э

ЮХ

Х

пХ

ХЭ

ЮХ– ЭMerckбХ

в

ЮХ

Х

рХ

Х

Э

ЮХ– ЭMerckбХ

ЮХ

Х

в

(2)

5-

-

-5-

-1-

-3-

Х

Э

ЮХ

Х Х

Х

в

Х

Х “

Х

”Х Х

в

Х [8]рХ

Х Э

ЮХ – (Merck,

ЮХ

Х

г

Х

Х Х

Х

пХ Х

Х

в

Х

–

Х

є Х

Х

Х Х

Х

Х [9]рХ

Х

–

Х

Х Х

Х

Х Х

в

Х ж : мбкХ Х

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

в

Х333

гХ

Х

Х Х

Х

Х ж

гХ

Х

в

Х

Х же %Х

Х

Х Х

бХ

Х

Х[

Х

]ХпХ[

]Х

в

Хз : жгХ

Х

Хй

гХ

Х333

Х

в

Х Х

Х

Х Х

Х

гХ Х

Х

в

Х

п

(CH2 CH)k

C C

C(CH3)2

O:O C(CH3)3

C)m

C O C4H9

O

CH)n

C C

O

O O

(CH2 (CH

CH3

CH)p

(CH

C C

O O

HO O

CH2 CH2 N

CH3

Х

k



27 %

грХ

m



33 %

грХ

n



24 %

грХ

p



16 %

г

Х

п

Х

Х ’

Х

бХ д

0,01

Х

бХ% 2,8

Х

24 

0,18

бХ

Х

Х Х

в

Х

Х Х

в

ХЧ

ЧХЭ

Х[Nэ

4

OH 25 %-

Х

]ХпХ[э

2

O

2

35 %-

Х

] : [

Х

]



жпжпжЮбХ

Х

Х Х

Х

г

2.2 Х

згзгжгХ

Х

г

Х

в

Х

Х Х

Х

бХ

Х

Х Х

г

Х

Х бХ

бХ

Х

Х Х

Х

Х Х

в

Х



483 Х

Х[10].

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

г

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

Х[жж]г

Х ’

Х

Х Х

Х

Х зои

Х Х

Х

в

Х Х

Х

г

згзгзгХ

Х

в

Х Х

Х

гХ

Х

Х Х

Х

в

Х

Х Х

Х

Э

шdSЮХ

Х

б

Х

бХ

Х Х

Х

Х Х

в

Х

г

Х

Х Х

Х

CdS

Х Х

Х

в

Х

Х–

Х

-жел ХЭ

Х«SELMI»бХ

бХ

Юг

Х Х

Х

в

Х Х

шdSХ

Х

Specord-

йег

Х

Х Х

Х[к]п

– н и – й з

– з

– лблкзж же ж боккм же –

– обзикз же ж ибзо

D













(1)

Х



–

Х

бХ

Х

є

Х

в

Х

Х Х

Х

г

Х

в

Х

Х Х

Х

бХ

Х

є

Х Х

Х

ХЭ

Х

ЮбХ

Х

бХ

Х

-зиХ Х

Х

в

Х зее-1000

бХ

Х

бХ

Х Х

Х

’

гХ

Х

в

Х

Х Э

ЮХ

Х в

-

є

Х

Х Х

-меХ Х

Х





325,0

Х Х

Х же

Х Э

Х

ХЧ

-

ЧбХ гХ

Юг

Х

Х Х

Х

-23.

Х

Х Х

в

Х

бХ

Х Х

Х

Х Х

бХ

Хж

гХ

Х

Х Х в

Х

гХ

Х

-жеебХ

Х

бХ Х

Х

в

Х

Х Х

Х є Х

в

гХ

є

Х

в

Х Х

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

(



10

– 15

ЮгХ

Х

Х Х

Х

-

Х в

Х Х

Х

’

Х

г

3. Е

Ь

ХІХ

Е

3.1 Х

Х

Х Х

Х

CdS

Х

Х Х

Х шdSХ

Х

пХ

Х

Х Х

-Х -Х

Х ’

Х

Хшd

2+

бХ Х

(3)

Х

Х Х

в

бХ Х

Х

бХ

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

в

Хил-48 %Х

Х

гХ

Х

Хже%-Х

Х

Х Х

Х Х Х

Х

в

Х

-200.

Х

-зееХ

єХ

Х

в

Х

Х Х

Х

в

Х

Х Х

Х

бХ Х в

Х

бХ Х

Х

в

Х

бХ

Х

єХ

Х

Х Х

Х

в

Х Х

Х

гХ

Х

в

Х

Х Х

гХ

Х

бХ

Х

в

Х [шdЭшэ

3

COO)

2

∙2H

2

O] : [

]гХ

Х

-

Х

Хзеее

д г

Х

в

Х Х

Х

Х иои

Х

Х з

гХ

Х

Х Х

Х

в

Х Х

Х

Хже %-

Х

ХNa

2

S

Хй

гХ

Хиии

гХ Х

Х

є

Х

Хшd

2+

_,

Х Х

Х

бХ Х

Х

2

SбХ

Х

є

Х Х

Х

Х Na

2

SбХ Х

Х

ХЭ

ЮХ dSг

Х

Х Х

Х

Х ≈ 50

бХ

Х

жк-20 %Х гХ

Х шdSХ Х

Х к-6

гХ

Х

Х Х

Х

Х Х

в

Х

гХ

Х

єХ

Х

бХ

Х

бХ бХ

в

бХ

Х Х

Х

бХ

в

бХ

Х

Х Х

г

3.2 Х

Х

Х Х

Х dS

Х

Х Х

г 1бХ

Х

Х Х

г 1.

Х

Х Х

Х

бХ Х

Х

-Х

Х Х

Х

dSбХ

Х

в

пХ

Х

Э

г жбХ

ХкХ Х

лЮХ Х

Х

ХЭ

г жбХ

ХйХ ХлЮбХ Х

Х Х

Х

ХЭ

г жЮгХ

Х

бХ

Х

в

Х

є Х

є

Х

бХ

Х

Х Х

Х

є

Х Х

Х

Х –

Х

гХ

Х

в

Х

Х Х

Х

бХ Х

Х

Х Э

в

ЮХ Х

Х

гХ

Х

Х Х

Х

в

Х

є

Х

Х Х

в

Х

єХ Х

гХ

Х d

2+

Х

_S

2-

єХ

бХ

в

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

в

Х dSгХ

Х

ХєХ

Х

Х Х

в

є

Х

Х Х

Х

бХ

Х

400 440 480 520 560

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Abs

orbanc

e, a.u.

, nm CdS-4 quartz

=461,5nm

400 440 480 520 560

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Abs

orbanc

e, a.u.

nm CdS-5, quartz

=460,8 nm

400 440 480 520 560

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

CdS-6, quartz

=461,0 nm

Ab

s

orbanc

e, a.u

.

 nm

г 1 – - Х Х Х в

гХ Х Х – Х Х в

бХ Х Х– Х Х в

Х Х ХҐ

Х

Х Х

Х

Х Х

Х

гХ Х

Х

Х Х

Х

єбХ

Х Х

є

Х

в

Х

гХ

Х Х

Х

в

Х Х

Х

Х Х

Х

в

Х

Х Х

Х

dSХ

Х

гХ

Х

бХ Х Х

бХ в

Х

Х Х

Х

єХЭ

. 1,

ХкХ ХлЮбХ

Х

Х Х

Х

гХ

Х

Х Х

Х

г

3.3 Х

Х

г згХ

Х

в

Х шdSХ №№ 4, 5, лбХ

Х

в

Х Х

г жгХ

бХ

Х

Х Х

Х

3.1 Х[12]гХ

Х Х

Х

в

Х

бХ

Х

Х Х

Х

в

(4)

1– Х Х Х Х ХшdS

№

Х

Хшd

2+

Х

бХ

Х

в



г

бХ

Х



шdSбХ

Х

4.

36

4

120 461,5

0,39

5,78

5.

48

3

90 460,8

0,28

5,75

6.

48

4

120 461,0

0,36

5,76

Х

Х шdSгХ

Х

Х шdSбХ

Х

г 2,

є

Х Х

Х

пХ

Х Х

E



(1.6-2.3)

Х бХ

Х

бХ

Х

Х Х

E



(2.3-3.0)

Х[4, 13, 14].

Х

Х№ кХ Х

Х

Х Эое

ЮХ Х

Х

Х шd

2+

Х

в

Х Х

Х

ХN

Cd



48 %гХ

Х

в

Х

Х Х

бХ

Х Х Х

Х

гХ

Х

Х Х жзе

Х Э

Х

№ лЮХ

Х

Хшd

2+

_(N

_Cd



48 %ЮХ Х

Х Х

Х

бХ

Х

Х Хжгл

гХ

Х

в

Х

б

Х Х

Х

бХ в

Х

єХ

Х

в

Х

Х ое

Х Х жзе

гХ

бХ

Х

в

Х

Хшd

2+

ХN

_Cd



36 %ХЭ

Х№ 4)

г

2 –

Х



300 Х

Х

шdSХ№№ 4, 5, 6,

Х

Х Х

г 1

Х

Х Э

Х

ЮХ

в

Х

бХ Х ХєХ

Х

г

Х

бХ

Х

N

Cd



36 %Х

Х

Х шdSХ

Х

в

бХ

Х

Х ХN

Cd



48 %гХ

в

Х

,

Х Х

в

Х

бХ

ХєХ

Х

в

Х

гХ

Х

є

Х

в

Х

Х№ 4,

Х

бХ

Х

бХ

Х

бХ

Х Х

Х № лХ Э

Х

Х Х

Х № йХ Х № 6

Х Х Х ЮбХ Х

Х

в

Х

г

4.

1. Х

Х

Х шdSХ Х

в

Х

-

Х

in situ

бХ

Х

єХ

Х

Х Х

в

Х–

Х

Х Х

Х

бХ

в

Х

Х Х

Х

ХшdSХ Х

Х

є

Х

Х Х

2

S.

2. бХ

Х

CdS

є Х

Х

бХ Х

в

є

бХ Х

бХ

Х

Х Х

Хкбмк-5,78

г

3гХ

Х

шdSХбХ

Х Х

Х

в

Х Х

Х

пХ

Х Х

E



1.6-2.3

бХ

в

Х

бХ

Х

Х Х

E



2.3-3.0

г

4гХ

Х

Х шdSХ

в

є

Х

Х –

Х

Х Х

Х

ХN

Cd



36 %.

Х Х

Х

г г

1

бХ г г

2

бХ г г

2

бХ г г

2

_,

г г

2

бХ г г

1

бХ г г

1

Х

гХ г г

а

аХ

Х

а

,Х

гХ а

,Хй1,ХеизнХ

,Х

а а

2

а

Х

Х"

аХ

а",Х гХ г

а

,Х1з,Хмое1иХ

,Х

а а

Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х в

Х Х ХЭ ХшdSЮбХ Х - Х Хin situгХХ Х в

Х Х Х Х пХ Х ХE 1.6-2.3 бХ Х Х в

бХ Х Х ХE  2.3-3.0 гХ Х Х ХшdЭ Ю2∙2H2OХ Х Х

Х ХилХ Хйн%Х Х Х Х Х Х Х Х Х г Х

Х Х бХ Х Х Х Х Х Х в

Х Х Х CdS.

(5)

Synthesis and Photoluminescence Spectra of the Composite Films with Cadmium Sulfide

Nanocrystals

D.V. Korbutyak

1

_{, S.V. Tokarev}

2

_{, O.M. Shevchuk}

2

_{, H.A. Ilchuk}

2

_,

V.S. Tokarev

2

_{, S.I. Budzulyak}

1

_{, A.O. Kuryk}

1

_{V.E. Lashkaryov Institute of semiconductor physics, 41, Nauki Ave., 03028 Kyiv, Ukraine}

2

_{Lviv Polytechnic National University, 12, S. Bandery Str., 79013 Lviv, Ukraine}

The paper describes the features of the optical properties of the composite films with embedded cadmi-um sulfide nanocrystals (NC CdS) which have been obtained in situ via sol-gel method. Photoluminescence spectra comprise two areas: the doped due to surface defects at E 1.6-2.3 eV and exciton at E 2.3-3.0 eV. An increase of the precursor Cd( )2∙2H2O concentration in polymer matrix does not bring about automatic increase in the light absorption at max and photoluminescence intensity of the composite film; perhaps this is caused by the formation of less perfect CdS structures in this case.

Keywords: CdS nanocrystals, Composite film, Photoluminescence spectrum.

Х І Е

1. H. Du, G.Q. Xu, W.S. Chin, L. Huang, W. Ji, Chem. Mater. 14,4473 (2002).

2. N. Venkatram, D.N.Rao, M.A.Akundi,Opt. Express13, 867

(2005).

3. . г бХ г г бХ г г бХ

г г , яХ Х 44, 188 (2010).

4. . бХ г бХ г єє бХ г ,

аХ аХ а Х 2, 45 (2012).

5. P. Reiss, M. Protie`re, L. Li, Small5, 154 (2009).

6. M. Henini, Handbook of Self Assembled Semiconductor Nanostructures for Novel Devices in Photonics and Elec-tronics (Amsterdam: Elsevier Ltd: 2008).

7. г г бХ г г , г г бХ г г бХ

г г бХ г г , гХ жееиембХ б

ЭзежзЮпХ C08F 26/00бХ гХ жегжзгзежзбХ гХ №Х 23/2012.

8. г г бХ г г бХ г г , гХ

. 7, 399 (1979).

9. O. Shafranska, V. Tokarev, A. Voronov, O. Bednarska, S. Voronov, Langmuir21, 3459 (2005).

10. г г бХ г г бХ г г бХ г . ,

гХ гХ яХ Х гХ 26, 1246 (1983).

11. г , Х а Х . ( : Х

Х : 1960).

12.I. Nuritdinov, Sh.A. Vakhidov, G.V. Blinkova, M.O. Doniev, K.Yu. Masharipov, Inorg. Mater. 38, 617

(2002).

13.A. эässelbarthбХ цгEychmüllerбХ эгХ Weller, Phys. Chem. Lett. 203, 271 (1993).

14. г г бХ г г бХ г г бХ гХ

г бХ г г , . а Х