Szilícium-karbid nanoklaszterek felületének hatása az optikai tulajdonságokra
A szilícium-karbid (SiC) kémiailag rendkívül ellenálló, biokompatibilis indirekt félvezető kerámia. Biokompatibilitása tömbi és nano méretben is bizonyított. A 10 nm-nél kisebb dimenzióvakkal rendelkező SiC klaszterek jó kvantumhatásfokkal lumineszkálnak. Ennek köszönhetően a SiC-ból készült kvantumpöttyök kiváló festékpróbák lehetnek a lumineszcencián alapuló képalkotási eljárások számára és alapanyagként szolgálhatnak az új típusú, nanokristályra épülő napelemekhez is. A Wigner Fizikai Kutatóközpontban nedves kémiai marással előállított 1-6 nm átmérőjű SiC klaszterek felületén oxidált Si és C kötések találhatóak, melyek az optikai tulajdonságokat nagymértékben befolyásolják.
Munkám során a felületi csoportok lumineszcenciára gyakorolt hatását vizsgáltam. A különböző kémiai módszerekkel redukált kvantumpöttyök fotolumineszcenciáját mértem, majd összefüggést kerestem az elméleti számolások és a mért eredmények között. Dolgozatomban ismertetem az infravörös spektroszkópiás, fotolumineszcencia és időkorrelált fotolumineszcencia spektroszkópiás mérések eredményét. Bebizonyítottam, hogy a SiC nanoklaszterek esetében a lumineszcencia felület-eredetű és a számolásokkal összhangban annak energiáját leginkább a felületi karboxil-csoportok jelenléte befolyásolja.
Az elért eredmények és megállapítások lehetőséget adnak arra, hogy egy lépéssel közelebb kerüljünk a SiC kvantumpöttyök fizikai tulajdonságainak a megértéséhez, a felületi csoportok célzott módosításával tervezhetővé vált a SiC kvantumpöttyök emissziós energiája és az emisszió környezetfüggése is. Ezzel újszerű, SiC alapú festékpróbák és nanoszenzorok előállítása vált lehetségessé.
Munkámat az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdtestfizikai és Optikai Intézetében (1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33.) végeztem, Dr. Gali Ádám kutatócsoportjában Beke Dávid irányítása alatt.
