Effect of solvents on optical properties and dynamics of exciton states in quantum dots CdZnS/ZnS doped with Mn2+

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The dynamics of differential absorption spectra of Mn2+ : Zn0.48Cd0.52S/ZnS quantum dots (QDs) after excitation with a femtosecond (fs) pulse of 360 nm in aprotonic nonpolar cyclohexane and polar propylene carbonate solvents in comparison with the protonic polar solvent water has been studied by femtosecond laser spectroscopy method. The absorption and luminescence spectra of QDs in water revealed bands related to trapped states. The fading band related to the edge exciton of QD attenuates significantly faster in water than in aprotonic solvents, which suggests rapid electron transfer from the 1Se level to trap states in competition with electron transfer to manganese. Apparently, the competition of these processes is the reason for the decrease in the quantum yield of manganese luminescence in Mn2+ : Zn0.48Cd0.52S/ZnS when passing from aprotonic solvents to water.

About the authors

A. A. Vasin

Moscow Institute of Physics and Technology; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the RAS

Author for correspondence.
Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow

A. L. Dobryakov

Moscow Institute of Physics and Technology; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the RAS

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow

A. N. Kostrov

Moscow Institute of Physics and Technology; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the RAS

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow

E. E. Koroznikova

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Dolgoprudny

F. E. Gostev

Moscow Institute of Physics and Technology; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the RAS

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow

I. V. Shelaev

Moscow Institute of Physics and Technology; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the RAS

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow

O. Yu. Antonova

N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the RAS

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

S. Yu. Kochev

A.N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds of the RAS

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. A. Nadtochenko

Moscow Institute of Physics and Technology; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the RAS

Email: a2vasin@yandex.ru
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow

References

  1. Kamat P.V. // J. Phys. Chem. C. Am. Chem. Soc. 2008. V. 112. № 48. P. 18737–18753.
  2. Sun P. et al. // Chem. Eng. J. 2023. V. 458. P. 141399.
  3. Rtimi S., Kiwi J., Nadtochenko V. // Curr. Opin. Chem. Eng. 2021. V. 34. P. 100731.
  4. Martynenko I.V. et al. // J. Mater. Chem. B. Royal Soc. Chem. 2017. V. 5. № 33. P. 6701–6727.
  5. Cherepanov D. et al. // Nanomaterials. MDPI. 2021. V. 11. № 11. P. 3007.
  6. Nadtochenko V. et al. // Chem. Phys. Lett. North-Holland. 2020. V. 743. P. 137160.
  7. Pandey A., Sarma D. // Z. Anorg. Allg. Chem. 2016. V. 642. № 23. P. 1331–1339.
  8. Wang C.W., Orrison C., Son D.H. // Bull. Korean Chem. Soc. 2022. V. 43. № 4. P. 492–500.
  9. Yu W.W. et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006. V. 348. № 3. P. 781–786.
  10. Spirin M.G., Brichkin S.B., Razumov V.F. // High Energy Chem. 2015. V. 49. № 6. P. 426–432.
  11. Cui S.C. et al. // J. Phys. Chem. C. Am. Chem. Soc. 2010. V. 114. № 2. P. 1217–1225.
  12. Gostev F.E. et al. // High Energy Chem. 2018. V. 52. № 6. P. 508–509.
  13. Gostev F.E. et al. // High Energy Chem. 2018. V. 52. № 6. P. 492–497.
  14. du Fossé I. et al. // J. Phys. Chem. C. Am. Chem. Soc. 2021. V. 125. № 43. P. 23968–23975.
  15. Moon H. et al. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 34. P. 1804294.
  16. Nadtochenko V. et al. // J. Photochem. Photobiol. A Chem. 2022. V. 429. P. 113946.
  17. Archer D.G., Wang P. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1990. V. 19. № 2. P. 371–411.
  18. Simeral L., Amey R.L. // J. Phys. Chem. Am. Chem. Soc. 1970. V. 74. № 7. P. 1443–1446.
  19. Barthel J., Feuerlein F. // J. Sol. Chem. 1984. V. 13. № 6. P. 393–417.
  20. Hassan G.E. et al. // Opt. Mater. (Amst). North-Holland. 1996. V. 5. № 4. P. 327–332.
  21. Kabachii Y.A. et al. // Mendeleev Commun. 2021. V. 31. № 3. P. 315–318.
  22. Pradeep K.R., Viswanatha R. // APL Mater. 2020. V. 8. № 2. P. 20901.
  23. Pradhan N., Peng X. // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. № 11. P. 3339–3347.
  24. Klimov V.I. et al. // Phys. Rev. B. Am. Phys. Soc. 1999. V. 60. № 19. P. 13740.
  25. Pechstedt K. et al. // J. Phys. Chem. C. Am. Chem. Soc. 2010. V. 114. № 28. P. 12069–12077.
  26. Sethi R. et al. // Chem. Phys. Lett. North-Holland. 2010. V. 495. № 1–3. P. 63–68.
  27. de Jesus J.P.A., Jimenez M.Z., La Porta F. de A. // Comput. Mater. Sci. 2021. V. 188. P. 110147.
  28. Osman M.A., Abd-Elrahim A.G., Othman A.A. // J. Alloys Comp. 2017. V. 722. P. 344–357.
  29. Wang M. et al. // Chem. Cent. J. Bio. Med Central. 2011. V. 5. № 1. P. 1–10.
  30. Wang M. et al. // RSC Adv. Royal Soc. Chem. 2015. V. 5. № 106. P. 87496–87503.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».