Реферат 2
Введение 4
1 Анализ перспективных методик синтеза квантовых точек ядро-оболочки
цилиндрической симметрии 5
1.1 Синтез и характеризация нанонитей селенида кадмия со структурой
ядро-оболочка, где в качестве оболочки используется цилиндрическая полимерная щетка 5
1.2 Исследование усиленной фотолюминесценции гибридов наночастиц
золота и квантовых точек, заключенных в мохнатые полимерные нановолокна 12
1.3 Поперечное сечение фотоионизации и энергия связи одиночной примеси
в полой цилиндрической квантовой точке ядро-оболочка 22
2 Наноструктуры сложной геометрии как объект наблюдения
квантово-размерных эффектов 26
2.1 Анализ особенностей морфологии и параметров зонной структуры
экспериментальных образцов наноструктур сложной геометрии на основе CuO-ZnO 26
2.2 Анализ условий наблюдений квантовых размерных эффектов в
наноструктурах сложной геометрии 30
3 Анализ энергетического спектра носителей заряда в квантовой точке в
цилиндрической симметрии 42
3.1 Расчет энергетического спектра и волновых функции квантовых точек с
цилиндрической симметрией в рамках модели с бесконечно высокими стенками 42
3.2 Расчет энергетического спектра и волновых функции квантовых точек с
цилиндрической симметрией в рамках модели со стенками конечной высоты 47
4 Анализ воздействия освещенности на работу инженера-исследователя 51
Заключение 60
Список использованных источников 61
Приложение А. Задание на выпускную квалификационную работу 65
Приложение Б. Заявление для проверки ВКР на оригинальность 69
Приложение В. Протокол проверки ВКР на оригинальность 70
Приложение Г. Презентация к ВКР 73
Современная наука не перестает удивлять своими открытиями и технологическими прорывами. Одним из самых захватывающих направлений исследований является изучение квантовых размерных эффектов в наноструктурах сложной геометрии. Когда размеры материала становятся сравнимыми с характерной длиной волны электронов, начинают проявляться квантовые размерные эффекты. Это означает, что классические законы физики уже не могут описать поведение электронов в таких масштабах, и необходимо привлекать квантовую механику.
Рассматривая наноструктуры сложной геометрии, такие как нанотрубки, квантовые точки или нанопроволоки, квантовые размерные эффекты могут радикально изменить их физические и химические свойства. Например, электронный транспорт в наноструктурах может стать квантово-ограниченным, что приведет к изменению проводимости материала.
Изучение и управление квантовыми размерными эффектами имеет огромное значение для разработки новых материалов с уникальными свойствами. Например, наночастицы с квантовыми точками могут использоваться в сенсорах, оптических устройствах и катализаторах, благодаря их специфическим свойствам, обусловленным квантовыми размерными эффектами.
Квантовые размерные эффекты в наноструктурах сложной геометрии открывают удивительные возможности для создания материалов нового поколения. Понимание и контроль этих явлений помогут улучшить технологии в различных областях, от электроники до медицины.
В результате работы был проведен анализ перспективных методик синтеза квантовых точек ядро-оболочки цилиндрической симметрии и интерфейсных эффектов в наноструктурах сложной геометрии.Были исследованы нанопроволки из селенида кадмия, оксида цинка, оксида меди и нанокомпозиты на их основе.
Проведен анализ условиянаблюдения квантово-размерных эффектов в наноструктурах сложной геометрии. Показано, что рассматриваемые в данной работе квантовые точки с цилиндрической симметрией проявляют свои квантоворазмерные эффекты в таких нанообъектах как нанопроволки, нановискеры, нанотрубки. Установлено, что такие наноматериалы позволяют улучшить параметры и характеристики электронных приборов и добиться таких состояний структур, которые получить в объемных объектах не является возможным.
Проведен анализ энергетического спектра носителей заряда в квантовой точке с цилиндрической симметрией. Рассчитаны энергетические спектры и волновые функции квантовых точек с цилиндрической симметрией в рамках модели с бесконечно высокими стенками и со стенками конечной высоты. Показано, что неоднородная поверхность наноматериалов может как затруднять, так и облегчать наблюдение квантово размерных эффектов в квантовых точках с цилиндрической симметрией при температурах близких комнатных.
Рассчитано воздействие освещенности на работу инженера-исследователя.
1. DengZ, CaoL, TangF, ZouB. JPhysChem.A New Route to Zinc-Blende CdSeNanocrystals: Mechanism andSynthesis2005; 109:16671.
2. Jiayin Yuan, Markus Drechsler, Youyong Xu, Mingfu Zhang, Axel H.E. Mu'ller. Cadmium selenide nanowires within coreeshell cylindrical polymer brushes: Synthesis, characterization and the double-loadingprocess.Polymer - 2008.
3. Clay RT, Cohen RE. Supramol Sci.Synthesis of metal nanoclusters within microphase-separated diblock copolymers: sodium carboxylate vs carboxylic acid
functionalization 1998;5:41.
4. Zhang M, Breiner T, Mori H, Mu'ller AHE. Polymer. Amphiphilic cylindrical brushes with poly(acrylic acid) core and poly(n-butyl acrylate) shell and narrow length distribution2003;44:1449.
5. Zhang M, Teissier P, Krekhova M, Cabuil V, Mu'ller AHE. Prog Colloid Polym Sci.Polychelates of amphiphilic cylindrical core-shell polymer brushes with iron cations2004 ;126:35.
6. Johnson JC, Choi H-J, Knutsen KP, Schaller RD, Yang P, Saykally RJ. Nat Mater. Single gallium nitride nanowire lasers 2002;1:106.
7. Lieber CM. MRS Bull. Nanoscale Science and Technology: Building a Big Future from Small Things2003; 28:486.
8Johnson JC, Choi H-J, Knutsen KP, Schaller RD, Yang P, Saykally RJ. Nat Mater. Single gallium nitride nanowire lasers 2002;1:106.
9. M. R. Singh, G. Brassem, S. Yastrebov, Nanotechnology. Optical quantum yield inplasmonicnanowaveguide 2021, 32, 135207.
10. M. R. Singh, G. Brassem, S. Yastrebov, Ann. Phys. Enhancement of Radiative
and Nonradiative Emission in Random Lasing PlasmonicNanofibers 2021, 533,
2000558.
11. N.-Y. Kim, S.-H. Hong, J.-W. Kang, N. Myoung, S.-Y. Yim, S. Jung, K. Lee, C.
W. Tu, S.-J. Park, RSC Adv. Localized surface plasmon-enhanced green quantum dot light-emitting diodes using gold nanoparticles 2015, 5, 19624.
12. K. L. Kelly, E. Coronado, L. L. Zhao, G. C. Schatz, J. Phys. Chem.The Optical Properties of Metal Nanoparticles: The Influence of Size, Shape, and Dielectric Environment 2003, 107, 668.
13. T. Thurn-Albrecht, J. Schotter, G. A. Kastle, N. Emley, T. Shibauchi, L. Krusin-Elbaum, K. Guarini, C. T. Black, M. T. Tuominen, T. P. Russell, Science . Ultrahigh-Density Nanowire Arrays Grown in Self-Assembled Diblock Copolymer Templates2000, 290, 2126.
14. H. Naiki, S. Masuo, S. Machida, A. Itaya, J. Phys. Chem. Single-Photon Emission Behavior of Isolated CdSe/ZnS Quantum Dots Interacting with the Localized Surface Plasmon Resonance of Silver Nanoparticles 2011, 115, 23299.
15. Y. Wang, T. Yang, M. T. Tuominen, M. Achermann, Phys. Rev. Lett.Radiative Rate Enhancements in Ensembles of Hybrid Metal-Semiconductor Nanostructures2009, 102, 163001...40