Details

Изучение спиновых и оптических свойств полупроводниковых низкоразмерных структур является актуальной задачей в связи с перспективой их применения в медицине, технике и квантовых вычислениях. Темный экситон в полупроводниковой квантовой точке обладает большим временем жизни, чем светлый, и может рассматриваться как твердотельный кубит. Объектом исследования в настоящей работе являются коллоидные наноплателеты: структуры ядро/оболочка CdSe/CdS. Данная работа посвящена экспериментальному обнаружению оптического выстраивания темных экситонов. Насколько нам известно, ранее этот эффект для оптически неактивных экситонных состояний не наблюдался. В предыдущих работах наблюдался неожиданный вклад в оптическое выстраивание экситонов, подавляющийся в магнитных полях в геометрии Фарадея до 100 мТл. Было высказано предположение, что наблюдаемый нетривиальный вклад в линейную поляризацию фотолюминесценции может быть связан с рекомбинационным излучением темного экситона и имеет резонансных характер. Целью данной работы было подтвердить или опровергнуть предположение о вкладе рекомбинационного излучения темного экситона в линейную поляризацию фотолюминесценции ансамбля коллоидных наноплателетов CdSe/CdS. В работе удалось подтвердить наличие вклада темного экситона в оптическое выстраивание, определить параметры тонкой структуры темного экситона, а также опровергнуть предположение о том, что наблюдаемый эффект имеет резонансный характер.

Studying the spin and optical properties of semiconductor low-dimensional structures is an urgent task due to the prospect of their application in medicine, engineering and quantum computing. A dark exciton in a semiconductor quantum dot has a longer lifetime than a light exciton and can be considered as a solid-state qubit. The object of research in this work is colloidal nanoplatelets: CdSe/CdS core/shell structures. This work is devoted to the experimental detection of optical alignment of dark excitons. As far as we know, this effect has not been previously observed for optically inactive exciton states. In previous studies, an unexpected contribution to the optical alignment of excitons was observed, the contribution was suppressed in magnetic fields in Faraday geometry up to 100 mT. It has been suggested that the observed nontrivial contribution to the linear polarization of photoluminescence may be related to the recombination radiation of a dark exciton and has a resonant character. The purpose of this work was to confirm or refute the assumption about the contribution of dark exciton recombination radiation to the linear polarization of photoluminescence of an ensemble of CdSe/CdS colloidal nanoplatelets. In this work, the presence of a dark exciton contribution to optical alignment was confirmed, the parameters of the fine structure of the dark exciton were determined, and the assumption that the observed effect is resonant was refuted.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. КОЛЛОИДНЫЕ НАНОКРИСТАЛЛЫ. ТОНКАЯ СТРУКТУРА УРОВНЕЙ ЭКСИТОНА
  • 1.1 История открытия коллоидных нульмерных гетероструктур
  • 1.2 Эффект размерного квантования
  • 1.3 Коллоидный синтез
  • 1.4 Коллоидные наноплателеты
  • 1.5 Методы исследования
  • 1.6 Тонкая структура экситона в нанокристалле
  • 1.7 Механизмы активации рекомбинационного излучения тёмных экситонов
  • 1.8 Поляризация фотолюминесценции нанокристаллов в магнитном поле
• ГЛАВА 2. ОБРАЗЕЦ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
  • 1.2
  • 1.3
  • 1.4
  • 2.1 Образец с коллоидными наноплателетами CdSe/CdS
  • 2.2 Ориентация наноплателетов на подложке
  • 2.3 Экспериментальная установка по спектроскопии поляризованной фотолюминесценции с разрешением по времени
  • 2.4 Мотивация работы
• ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
  • 3.
  • 3.1 Спектр фотолюминесценции коллоидных накоплателетов CdSe/CdS
  • 3.2 ФЛ и оптическое выстраивание с разрешением по времени в нулевом магнитном поле
  • 3.3 Оптическое выстраивание с разрешением по времени в магнитном поле в геометрии Фарадея
  • 3.4 Оптическое выстраивание в магнитном поле в геометрии Фарадея в CW режиме
  • 3.5 Оптическое выстраивание с разрешением по времени в магнитном поле в геометрии Фойгта
  • 3.6 Оптическое выстраивание в магнитном поле в геометрии Фойгта в CW режиме
• ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
  • 4.1 Модель оптического выстраивания темного экситона в коллоидных накоплателетах CdSe/CdS
    • 4.1.1 Радиационная накачка оптически запрещенного экситонного состояния
    • 4.1.2 Поляризованное рекомбинационное излучение темного экситона
  • 4.2 Обсуждение экспериментальных результатов по изучению подавления оптического выстраивания темного экситона в магнитном поле
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ