ИСТИНА

В данном проекте, выполняемом группой экспериментаторов из МГУ и группой теоретиков из ИСАНа, мы намерены детально изучить с помощью экспериментов и их теоретической обработки механизм передачи энергии электронов, туннелирующих с конца иглы сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) через квантовые точки (КТ) CdSe, CdS, фотонам, возникающим в этих КТ. Для этого мы намерены использовать принципиально новый метод исследования, который состоит в измерении не спектра излучения, как это обычно делается в работах, использующих излучение из СТМ , а в измерении флуктуаций интегральной интенсивности электролюминесценции. Этот новый подход был разработан недавно теоретически участником проекта (И.С.Осадько, «Суб- и суперпуассовское распределение фотонов мерцающей флуоресценции одиночной молекулы» ЖЭТФ 131,978 (2007)) и реализован на практике при обработке мерцающей флуоресценции одиночной полимерной молекулы (I.S.Osad’ko and V.V.Fedyanin, “Manifestation of single macromolecule quantum dynamics in photon distribution functions of blinking fluorescence” J.Chem.Phys. 130, 064904 (2009)). В последней работе было показано, каким образом можно извлекать информацию о динамических процессах в наночастице из флуктуаций её фотолюминесценции. В данном проекте мы хотим этот метод, отработанный на фотолюминесценции одиночных молекул, применить к анализу электролюминесценции одиночных КТ CdSe, CdS. В экспериментальном плане проект является логическим продолжением предшествующих наших успешно реализованных проектов РФФИ № 01-02-16580-a ("Исследование люминесценции сложных органических молекул с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ)", рук И.С.Осадько) и № 08-07-00371-а («Экспериментальное и теоретическое исследование электролюминесценции в наноразмерных объектах», рук А.С.Трифонов). По результатам выполнения последнего проекта опубликовано 11 статей (J.Lum, Opt.Comm.(2), J.Chem.Phys.(2), Mol.Phys., Письма в ЖЭТФ, Опт. спектр. (2), ЖЭТФ, Изв.РАН сер физ) и еще 2 статьи с изложением экспериментальных результатов, полученных осенью 2010 года, посланы в печать. Экспериментальная группа из МГУ имеет многолетний опыт исследования различных наноструктур методами сканирующей зондовой микроскопии. Основное назначение запрашиваемых средств – оплата труда участников проекта, закупка комплектующих изделий и и дополнительного оборудования для фоторегистрации. Результаты, полученные в проекте, прояснят фундаментальные вопросы нанофотоники полупроводников при электровозбуждении, закономерности и механизмы испускания фотонов одиночными квантовыми объектами.

Экспериментальная часть проекта. Будет усовершенствована экспериментальная установка: повышено временное разрешение путем разработки и создания нового счетчика импульсов и соответствующего программного обеспечения. Будут проведены измерения динамики электролюминесценции КТ CdSe и CdS с органической оболочкой 6 различных размеров. Будет изготовлено от 50 до 100 таких образцов. Образец представляет собой подложку высокоориентированного пиролитического графита либо полированный кремний с нанесенным сверху слоем золота. На подложку наносятся КТ (будут приготовлены образцы с разной поверхностной концентрацией КТ). Контроль качества нанесения и концентрации будет проводиться в растровом электронном микроскопе. Затем образец изучается в СТМ: топография поверхности, вольт-амперные характеристики, зависимость интенсивности электролюминесценции от времени при разных значениях туннельного напряжения и туннельного тока. Для контроля все вышеперечисленные измерения будут сделаны для той же подложки без КТ. Будут измерены спектры фотолюминесценции как растворов используемых КТ, так и подложек с нанесенными КТ. Будет разработано программное обеспечение для обработки измеренной флуктуаций электролюминесценции (расчет функций корреляции, распределения интервалов светимости и т.д.) Теоретическая часть проекта. Теория, связывающая характер флуктуаций с микроскопической моделью, будет развита далее с целью учёта влияния дрейфа иглы СТМ вдоль подложки на характер флуктуаций электролюминесценции.