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Type-II CdSe/ZnO Core/Shell Nanorods: Nanoheterostructures with A Tunable Dual Emission in Visible and Near-Infrared Spectral Ranges
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2024-01-02 , DOI: 10.1002/adfm.202305296
Anamul Haque 1 , Filip Zechel 1 , Viliam Vretenár 2 , Mrinmoy Roy 1 , Milan Sýkora 1
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2024-01-02 , DOI: 10.1002/adfm.202305296
Anamul Haque 1 , Filip Zechel 1 , Viliam Vretenár 2 , Mrinmoy Roy 1 , Milan Sýkora 1
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A synthesis and characterization of luminescent nano-heterostructures consisting of CdSe nanorod (NR) cores and a ZnO shell with up to three monolayers of ZnO is reported. The core/shell heterostructures show a tunable, dual photoluminescence (PL) in visible and Near Infrared (NIR) spectral ranges. Upon shelling the visible PL band attributed to the carrier recombination within the CdSe core shifts to lower energy by ≈0.05 to 0.15 eV relative to the bare CdSe NRs, due to a reduced quantum confinement. A NIR band, observed ≈0.4 – 0.5 eV below the PL energy of the CdSe core, is attributed to a type-II carrier recombination across the CdSe/ZnO interface. The total PL quantum yield (PLQY) in the brightest heterostructures reaches ≈20%, increasing ≈100-fold over the PLQY of the corresponding bare CdSe NRs. The average lifetimes of the visible PL in some heterostructures exceeds 100 ns, compared to ≈5 ns lifetime typical for bare CdSe NRs. The average PL lifetimes attributed to the type-II charge separated states exceed one microsecond. Strong NIR PL, tunable in the 800–900 nm spectral range and the long-lived charge separated state make the CdSe/ZnO core-shell NRs appealing materials for exploitation in applications such as bioimaging, photocatalysis and optoelectronics.
中文翻译：
II 型 CdSe/ZnO 核/壳纳米棒：在可见光和近红外光谱范围内具有可调谐双发射的纳米异质结构
报道了由 CdSe 纳米棒 (NR) 核和最多三个单层 ZnO 的 ZnO 壳组成的发光纳米异质结构的合成和表征。核/壳异质结构在可见光和近红外（NIR）光谱范围内表现出可调谐的双光致发光（PL）。脱壳后，由于量子限制减少，CdSe 核内载流子复合导致的可见光 PL 谱带相对于裸 CdSe NR 转移至较低能量约 0.05 至 0.15 eV。观察到的 NIR 谱带低于 CdSe 核的 PL 能量约 0.4 – 0.5 eV，归因于 CdSe/ZnO 界面上的 II 型载流子复合。最亮异质结构中的总 PL 量子产率 (PLQY) 达到约 20%，比相应的裸 CdSe NR 的 PLQY 增加约 100 倍。一些异质结构中可见光 PL 的平均寿命超过 100 ns，而裸 CdSe NR 的典型寿命约为 5 ns。 II 型电荷分离态的平均 PL 寿命超过一微秒。强大的 NIR PL、在 800-900 nm 光谱范围内可调以及长寿命的电荷分离状态使得 CdSe/ZnO 核壳 NR 成为生物成像、光催化和光电子学等应用中有吸引力的材料。
更新日期：2024-01-02
中文翻译：
II 型 CdSe/ZnO 核/壳纳米棒：在可见光和近红外光谱范围内具有可调谐双发射的纳米异质结构
报道了由 CdSe 纳米棒 (NR) 核和最多三个单层 ZnO 的 ZnO 壳组成的发光纳米异质结构的合成和表征。核/壳异质结构在可见光和近红外（NIR）光谱范围内表现出可调谐的双光致发光（PL）。脱壳后，由于量子限制减少，CdSe 核内载流子复合导致的可见光 PL 谱带相对于裸 CdSe NR 转移至较低能量约 0.05 至 0.15 eV。观察到的 NIR 谱带低于 CdSe 核的 PL 能量约 0.4 – 0.5 eV，归因于 CdSe/ZnO 界面上的 II 型载流子复合。最亮异质结构中的总 PL 量子产率 (PLQY) 达到约 20%，比相应的裸 CdSe NR 的 PLQY 增加约 100 倍。一些异质结构中可见光 PL 的平均寿命超过 100 ns，而裸 CdSe NR 的典型寿命约为 5 ns。 II 型电荷分离态的平均 PL 寿命超过一微秒。强大的 NIR PL、在 800-900 nm 光谱范围内可调以及长寿命的电荷分离状态使得 CdSe/ZnO 核壳 NR 成为生物成像、光催化和光电子学等应用中有吸引力的材料。
京公网安备 11010802027423号