Localized plasmon-coupled semiconductor nanocrystal emitters for innovative device applications

Kuvantum sınırlandırma, kolloidal yarıiletken kuvantum noktaları gibi ışıyıcımalzemelerin biyomedikal görüntülemeden beyaz ışık üretimine kadar uzanan çeşitlifotonik uygulamalar için kullanılmasını olanaklı kılmaktadır. Sözü edilen aygıtuygulamaları verimli fotoışıma gerektirmektedir. Bu amaçla, bu tez çalışmasındayarıiletken nanokristallerin kendiliğinden ışınsalım özelliklerini değişik koşullardainceledik ve yenilikçi aygıt uygulamaları için yakınlarına metal nanoparçacıklaryerleştirerek plazmon rezonans etkisiyle artışını ve denetimli değişikliğini sağladık.Öncelikle, nanokristallerin (örneğin CdSe, CdS ve CdSe/ZnS) soğurma/fotoışıma,zaman-çözümlü ışıma ve uyarma tayfı ölçümlerini içeren optik karakterizasyonu üzerinekuramsal ve deneysel çalışmalarımızı sunduk. Optik kipleyici uygulamaları için,nanokristallerde (nano-noktalar ve nano-çubuklar) çok güçlü (% 90'a kadar) fotoışıma vesoğurma elektro-kiplemesi gösterdik. Ardından, zamanda sonlu farklar (FDTD)yöntemiyle metal nanoparçacıkların optik yanıtı üzerine elektromanyetik modellememizisunduk. İlk defa, metal nano-ada filmlerin (nano-gümüş) lokal plazmonlarını uzaysal vespektral olarak optimum optik etkileşim için tasarlayıp kullanarak, ışıma dorukdalgaboyu kayması (14 nm), ışıma eğrisi daralması (yarı yükseklikteki tam genişlikte %22'ye denk gelen 10 nm'lik daralma), fotoışıma şiddet artışı (aynı nanokristallerinplazmonik etkileşim olmadığı ve aynı nanokristaller ile aynı nano-gümüş arasındadielektrik katman olmadığı durumlara göre sırasıyla 15.1 ve 21.6 kat) ve yüzey ışımasınınistenilen dalgaboyunda seçilmiş doruklandırılması gibi nanokristal ışıması ile ilgiliçarpıcı değişiklikleri deneysel olarak gerçekleştirdik. Bu tez çalışmasında nanokristallerinbu şekilde lokal plazmon mühendisliği, ışık yayan ve fotovoltaik aygıtlarımız için yeniolanaklar sunmaktadır.Anahtar sözcükler: Kuvantum sınırlandırma, kuvantum noktaları, nanokristaller, nano-çubuklar, kendiliğinden ışınsalım, fotoışıma, elektro-kipleme, metal nanoparçacıklar,lokal plazmonlar, metalle artırılan ışıma, zamanda sonlu farklar (FDTD).