Влияние температуры на фотолюминесценцию гибридных наночастиц Si/SiOx

Abstract

Исследована трансформация спектров фотолюминесценции (ФЛ) гибридных наночастиц Si/SiOx типа “кристаллическое ядро-оксидная оболочка” в диапазоне температур 10—320 К при лазерном возбуждении на длине волны 325 нм. Наночастицы Si/SiO синтезированы из монооксида кремния и функционализированы в диметилсульфоксиде (ДМСО) или октадецене (ОД). Спектры ФЛ полученных наночастиц представляются как суперпозиции коротковолновых (400—550 нм) и длинноволновых (600—900 нм) полос, которые в образцах Si/SiO уОД и Si/SiOx/ ДМСО значительно различаются соотношением интегральных интенсивностей этих компонент. Для образцов Si/SiOx/3,MCO с увеличением температуры от 10 K интенсивность коротковолновой полосы монотонно уменьшается, а интенсивность длинноволновой сначала растет, но при температуре около 70 K начинает замедляться и выходит на постоянный уровень. Особенности изменения интенсивности длинноволновой полосы ФЛ с температурой в этом случае объясняются эффективной передачей энергии от дефектных кислородсодержащих центров на границе ядра к экситонным центрам, возникающим под действием лазерного излучения. В случае частиц Si/SiOх/ОД, для которых интенсивность коротковолновой полосы исходно низка, такого эффекта не наблюдается. Для них изучено влияние воздействия непрерывного лазерного излучения с длиной волны 405 нм на кинетику изменения интенсивности длинноволновой полосы ФЛ начиная с температуры 10 K. Обнаружено возрастание интенсивности ФЛ при температурах вблизи 10 К по мере увеличения длительности облучения, которое объясняется дополнительным разогревом самих наночастиц в условиях вакуума.