Вісник Львівського університету. Серія фізична 61 (2024) с. 113-125
DOI: https://doi.org/10.30970/vph.61.2024.113

Розсіяння світла на однорідних сферичних наночастинках CdSe поміщених в різні матриці

Г. Ільчук1, Е. Височанська1, І. Семків1, М. Рудиш2, А. Кашуба1

Проведено дослідження оптичних властивостей сферичних наночастинок CdSe з радіусом (\textit{R}) від 1 до 100 нм. Усі розрахунки, включаючи розсіювання та поглинання світла сферичними наночастинками CdSe, проведено за допомогою теорії Мі. Для розрахунку використано взаємодію світла з однорідними сферичними наночастинками CdSe, що знаходяться у вакуумі, воді та SiO2. Було проаналізовано коефіцієнти екстинкції, розсіювання та поглинання. Також, отримано розподіл амплітуди електричного поля розсіяного світла і коефіцієнт поляризації для сферичних наночастинок CdSe.

Текст статті (pdf)

Список посилань
  1. Wageh S. Optical Properties and Activation Energy of A Novel System of Cdte Nanoparticles Embedded in Phosphate Glass Matrix / S. Wageh, A. Higazy, M. A. Algradee// Journal of Modern Physics. -- 2011. -- Vol. 2, No. 8. -- P. 913–921. doi: 10.4236/jmp.2011.28108.
  2. Jose. S. Structure-Property Correlation of CdSe Clusters Using Experimental Results and First-Principles DFT Calculations / R. Jose, N. U. Zhanpeisov, H. Fukumura, Y. Baba, M. Ishikawa // J. AM. CHEM. SOC. -- 2006. -- Vol. 128. -- P. 629--636. doi: 10.1021/ja0565018.
  3. Murray C. B. Synthesis and Characterization of Monodisperse Nanocrystals and Close-Packed Nanocrystal Assemblies / C. B. Murray, C. R. Kagan, M. G. Bawendi // Annu. Rev. Mater. Sci. -- 2000. -- Vol. 30. -- P. 545--610. doi: 10.1146/annurev.matsci.30.1.545.
  4. Qu L. Alternative Routes toward High Quality CdSe Nanocrystals / L. Qu, Z. A. Peng, X. Peng // Nano Lett. -- 2001. -- Vol. 1. -- P. 333--337. doi: 10.1021/nl0155532.
  5. Nirmal M. Observation of the ``Dark Exciton'' in CdSe Quantum Dots / M. Nirmal, D. J. Norris, M. Kuno, M. G. Bawendi, A. L. Efros, M. Rosen // Phys. Rev. Lett. -- 1995. -- Vol. 75. -- P. 3728. doi: 10.1103/PhysRevLett.75.3728.
  6. Efros A. L. Band-edge exciton in quantum dots of semiconductors with a degenerate valence band: Dark and bright exciton states / A. L. Efros, M. Rosen, M. Kuno, M. Nirmal, D. J. Norris, M. G. Bawendi // Phys. Rev. B. -- 1996. -- Vol. 54. -- P. 4843. doi: 10.1103/PhysRevB.54.4843.
  7. Ebenstein Y. Fluorescence quantum yield of CdSe/ZnS nanocrystals investigated by correlated atomic-force and single-particle fluorescence microscopy / Y. Ebenstein, T. Mokari, U. Banin // Appl. Phys. Lett. -- 2002. -- Vol. 80. -- P. 4033--4035. doi: 10.1063/1.1482785.
  8. Bakalova R. Quantum Dot anti-CD Conjugates: Are They Potential Photosensitizers or Potentiators of Classical Photosensitizing Agents in Photodynamic Therapy of Cancer? / R. Bakalova, H. Ohba, Z. Zhelev, T. Nagase, R. Jose, M. Ishikawa, Y. Baba // Nano Lett. -- 2004. -- Vol. 4. -- P. 1567--1573. doi: 10.1021/nl049627w.
  9. Michalet X. Properties of fluorescent semiconductor nanocrystals and their application to biological labeling / X. Michalet, F. Pinaud, T. D. Lacoste, M. Dahan, M. P. Bruchez, A. P. Alivisatos, S. Weiss // Single Mol. -- 2001. -- Vol. 2. -- P. 261--276. doi: 10.1002/1438-5171(200112)2:4<261::AID-SIMO261>3.0.CO;2-P.
  10. Schlamp M. C. Improved efficiencies in light emitting diodes made with CdSe(CdS) core/shell type nanocrystals and a semiconducting polymer / M. C. Schlamp, X. Peng, A. P. Alivisatos // J. Appl. Phys. -- 1997. -- Vol. 82. -- P. 5837--5842. doi: 10.1063/1.366452.
  11. Klimov V. I. Optical Gain and Stimulated Emission in Nanocrystal Quantum Dots / V. I. Klimov, A. A. Mikhailovsky, S. Xu, A. Malko, J. A. Hollingsworth, C. A. Leatherdale, H.-J. Eisler, M. G. Bawendi // Science. -- 2000. -- Vol. 290. -- P. 314--317. doi: 10.1126/science.290.5490.31.
  12. Del Puerto M. L. Ab initio methods for the optical properties of CdSe clusters / M. L. del Puerto, M. L. Tiago, J. R. Chelikowsky // Phys. Rev. B. -- 2008. -- Vol. 77. -- P. 045404. doi: 10.1103/PhysRevB.77.045404.
  13. Hines M. Synthesis and Characterization of Strongly Luminescing ZnS-Capped CdSe Nanocrystals / M. Hines, P. Guyot-Sionnest // J. Phys. Chem. -- 1996. -- Vol. 100. -- P. 468--471. doi: 10.1021/jp9530562.
  14. Murray C. Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites / C. Murray, D. Norris, M. Bawendi // J. Am. Chem. Soc. -- 1993. -- Vol. 115. -- P. 8706--8715. doi: 10.1021/ja00072a025.
  15. Soloviev V. Size-Dependent Optical Spectroscopy of a Homologous Series of CdSe Cluster Molecules / V. Soloviev, A. Eichhfer, D. Fenske, U. Banin // J. Am. Chem. Soc. -- 2001. -- Vol. 123. -- P. 2354--2364. doi: 10.1021/ja003598j.
  16. Pu Y. 11 - Basic Optical Scattering Parameter of the Brain and Prostate Tissues in the Spectral Range of 400–2400 nm / Y. Pu, J. Chen, W. Wang, R.R. Alfano // Neurophotonics and Biomedical Spectroscopy. -- 2019. -- P. 229–252. doi: 10.1016/B978-0-323-48067-3.00011-1.
  17. Wriedt T. Mie Theory: A Review. In The Mie Theory. Springer Series in Optical Sciences / eds. W. Hergert, T. Wriedt, Berlin, Heidelberg: Springer, 2021. 169 p.doi: 10.1007/978-3-642-28738-1.
  18. van de Hulst H. C. Light Scattering by Small Particles. New York: Dover Publications, Inc, 1981.
  19. Bohren C. F., Huffman D. R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. New York: Wiley, 1983. doi: 10.1002/9783527618156.
  20. Ma D. PyMieLab-V1.0: A software for calculating the light scattering and absorption of spherical particles / D. Ma, P. Tuersun, L. Cheng, Y. Zheng, R. Abulaiti // Heliyon. -- 2022. -- Vol. 8, No. 11. -- P. e11469. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e11469.
  21. Ninomiya S. Optical properties of cubic and hexagonal CdSe / S. Ninomiya, S. Adachi // J. Appl. Phys. -- 1995. -- Vol. 78. -- P. 4681–4689. doi: 10.1063/1.359815.
  22. Hale G. M. Optical Constants of Water in the 200-nm to 200-\mum Wavelength Region / G. M. Hale, M.R. Querry // Appl. Opt. -- 1973. -- Vol. 12, No. 3. -- P. 555–563. doi: 10.1364/AO.12.000555.
  23. Tan C. Z. Determination of refractive index of silica glass for infrared wavelengths by IR spectroscopy / C. Z. Tan // J. Non-Cryst. Solids. -- 1998. -- Vol. 223, No. 1--2. -- P. 158–163. doi: 10.1016/S0022-3093(97)00438-9.