Výroba jasných luminiscenčních silikonových nanokrystalů při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku

Silikonové nanokrystaly jsou materiály vyzařující světlo, jež jsou hojně studovány zejména kvůli své biokompatibilitě a slučitelnosti s dalšími technologiemi na bázi silikonu. Ačkoliv vyzařují méně světla než konkurenční materiály – nanokrystaly na bázi polovodičů s přímým zakázaným pásem –  jejich potenciál se skrývá v průzkumu možných pasivací povrchu. V tomto článku představujeme originální způsob nahrazení pláště luminiscenčních silikonových nanokrystalů, jenž sestává z oxidů Si, jeho překrytím látkou s organickými rezidui, a to při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku. Tato modifikace povrchové pasivace je doložena jak pomocí FTIR, tak NMR měření. Spektroskopie jednotlivých nanokrystalů navíc odhalila výskyt systematické jemné struktury v jednoduchém emisním spektru, jež je vlastní malým nanokrystalům, jelikož podobná struktura byla nedávno pozorována v pasivovaných polovodičových CdZnSe nanočásticích. Organické překrývání také zásadně mění optické vlastnosti Si nanokrystalů. Opticky průhledné koloidní disperze těchto nanokrystalů tak vykazují vlastnosti plně srovnatelné s výše uvedenými polovodičovými nanočásticemi.

Náš tým z FZÚ navrhl hlavní myšlenku. Popsali jsme a zrealizovali vlastní technologii přípravy vzorků, experimentálně jsme získali fotoluminiscenční emisní a excitační spektra a luminiscenční kinetiku; dále jsme rozebrali a interpretovali výsledky. Spoluautoři mimo FZÚ se podíleli spektroskopií jednotlivých nanokrystalů a provedením měření dynamického rozptylu světla a NMR, FTIR a STM měřeními.

¹Institute of Physics of the ASCR, v.v.i., Cukrovarnická 10, 162 53 Prague 6, Czech Republic
²Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Ke Karlovu 3, 121 16 Prague 2, Czech Republic
³Institute of Chemical Technology, Technická 5, 166 28 Prague 6, Czech Republic
⁴Institute of Macromolecular Chemistry of the ASCR, v.v.i., Heyrovského náměstí 2, 162 06 Prague 6, Czech Republic
⁵Institute of Inorganic Chemistry of the ASCR, v.v.i., 250 68 Řež, Czech Republic