Colloidal synthesis and doping of semiconductor nanocrystals

Yarıiletken koloidal nanokristaller güçlü bant kenarı ışımaları ve ayarlanabilirliği gibi üstün optik niteliklerinden ötürü fotonik ve optoelektronik uygulama alanları için büyük ilgi çekmektedir. Ayrıca, solüsyon tabanlı işleme yöntemlerine uygunlukları kuantum nanokristallerini ışır diyotların ve lazerlerin düşük maliyetli üretimi için oldukça çekici hale getirmiştir. Bizim bu tezdeki amacımız yarıiletken nanokristallerin potansiyelini ve çok yönlülüğünü koloidal sentez ve sentez sonrası işlemler aracılığıyla göstermektir. Mevcut tez koloit halindeki kuantum noktacıklarının ve kuantum kuyularının sentezini ve sentez sonrası iyileştirme işlemlerini içermektedir ve bu yapılardaki eksiton yıkım dinamiklerini incelemektedir. Bu tezde ilk defa sfalerit yapıdaki koloidal kuantum kuyularının katıklanması için yenilikçi bir koloidal metot sunulmuştur. Bu yeni katıklama metodu koloidal atomik katman kaplama (K-AKK) işlemine dayanmaktadır. Bu şekilde, kendi geliştirdiğimiz K-AKK destekli katıklama tekniğiyle dünyanın ilk mangan katıklanmış CdSe@CdS nanoplakalarını elde ettik. Ayrıca, tezde gümüş katıklanmış CdTe kuantum noktacıklarını hazırladık ve farklı koşullar altında inceledik. Deneysel sonuçlarımız gümüş katıklanmış kuantum noktacıklarındaki kuantum verimlilik artışının nanokristal boyutunun ve katıklanma seviyesinin güçlü bir fonksiyonu olduğunu kanıtlamıştır. Nanokristal boyutunun ve katıklama seviyesinin ayarlanmasıyla, suda çözünebilen sadece çekirdek halindeki CdTe kuantum noktacıklarımız %68 rekor kuantum verimliliğe ulaşmıştır. Bu kuantum noktacıklar için, çeşitli yıkım kinetikleri öne sürülmüş ve kuantum verimlilikteki artış, kapan noktalarının etkisiz hale getirilmesiyle ilişkilendirilmiştir. Bu tezde sunulan metotlar ve sonuçlar yarıiletken nanokristaller hakkındaki temel anlayışımıza katkıda bulunmakta ve yüksek performanslı koloidal nanokristal tabanlı platformlar ve cihazlar için zemin hazırlamaktadır.