Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів
У работі наведено результати досліджень двофазних структур типу ядро–оболонка (SiO2/ZnO) з великою щільністю нанокластерів ZnO на поверхні сферичних наночастинок SiO2. Обґрунтовано припущення, що в результаті значної поверхневої енергії останніх нанокластери ростуть у вигляді квантових дисків з діам...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022243 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2022243 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20222432025-01-22T17:39:34Z Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів Exciton and Percolation Processes in Two-phase Core-shell SiO2/ZnO Structures with a Large Density of Surface Nanoclusters Bondar, V.M. Brodyn, M.S. Yermolaeva, Yu.V. Dobrotvorskaya, M.V. Tolmachev, A.V. - - У работі наведено результати досліджень двофазних структур типу ядро–оболонка (SiO2/ZnO) з великою щільністю нанокластерів ZnO на поверхні сферичних наночастинок SiO2. Обґрунтовано припущення, що в результаті значної поверхневої енергії останніх нанокластери ростуть у вигляді квантових дисків з діаметром >10 нм і висотою порядку борівського радіуса екситону в ZnO, яку оцінено в наближенні ефективної маси, і вона добре узгоджується з експериментальними даними. Вперше показано, що спектри фотолюмінесценції цих структур можуть бути зумовлені фазовим перколяційним переходом екситонів на сферичній поверхні наночастинок, який утворився внаслідок значної щільності нанокластерів ZnO. Це приводить до взаємодії останніх, але, на відміну від 3D, у даному випадку просторовий ефект екситонів не зникає. Хвильова функція екситонів набуває макроскопічних розмірів, приводячи до виникнення інтенсивної смуги глибоких станів, пов'язаних з вакансіями та комплексами кисню і цинку. We report the results of studies of two-phase core-shell (SiO2/ZnO) structures with a large density of ZnO nanoclusters on the surface of spherical SiO2 nanoparticles. It is proved that, due to the large surface energy of the latter, nanoclusters grow in the form of quantum disks with diameter exceeding 10 nm and with height of the order of the Bohr radius of an exciton in ZnO. The height was estimated in the effective mass approximation and agrees well with experimental data. It is first shown that the photoluminescence spectra of these structures can be caused by the phase percolation transition of excitons on the spherical surface of nanoparticles which is realized due to a large density of ZnO nanoclusters. This results in the interaction of the latter,but the space effect of excitons does not vanish in this case, unlike the 3D one. The exciton wave function acquires macroscopicdimensions resulting in the appearance of an intense band from deep levels related to vacancies and complexes of oxygen and zinc. Publishing house "Academperiodika" 2025-01-22 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022243 10.15407/ujpe55.9.1032 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 55 No. 9 (2010); 1032 Український фізичний журнал; Том 55 № 9 (2010); 1032 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe55.9 uk en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022243/2521 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022243/2522 |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-01-22T17:39:34Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian English |
| topic |
- |
| spellingShingle |
- Bondar, V.M. Brodyn, M.S. Yermolaeva, Yu.V. Dobrotvorskaya, M.V. Tolmachev, A.V. Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів |
| topic_facet |
- - |
| format |
Article |
| author |
Bondar, V.M. Brodyn, M.S. Yermolaeva, Yu.V. Dobrotvorskaya, M.V. Tolmachev, A.V. |
| author_facet |
Bondar, V.M. Brodyn, M.S. Yermolaeva, Yu.V. Dobrotvorskaya, M.V. Tolmachev, A.V. |
| author_sort |
Bondar, V.M. |
| title |
Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів |
| title_short |
Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів |
| title_full |
Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів |
| title_fullStr |
Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів |
| title_full_unstemmed |
Екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах SiO2/ZnO типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів |
| title_sort |
екситонні та перколяційні процеси у двофазних структурах sio2/zno типу ядро−оболонка з великою щільністю поверхневих нанокластерів |
| title_alt |
Exciton and Percolation Processes in Two-phase Core-shell SiO2/ZnO Structures with a Large Density of Surface Nanoclusters |
| description |
У работі наведено результати досліджень двофазних структур типу ядро–оболонка (SiO2/ZnO) з великою щільністю нанокластерів ZnO на поверхні сферичних наночастинок SiO2. Обґрунтовано припущення, що в результаті значної поверхневої енергії останніх нанокластери ростуть у вигляді квантових дисків з діаметром >10 нм і висотою порядку борівського радіуса екситону в ZnO, яку оцінено в наближенні ефективної маси, і вона добре узгоджується з експериментальними даними. Вперше показано, що спектри фотолюмінесценції цих структур можуть бути зумовлені фазовим перколяційним переходом екситонів на сферичній поверхні наночастинок, який утворився внаслідок значної щільності нанокластерів ZnO. Це приводить до взаємодії останніх, але, на відміну від 3D, у даному випадку просторовий ефект екситонів не зникає. Хвильова функція екситонів набуває макроскопічних розмірів, приводячи до виникнення інтенсивної смуги глибоких станів, пов'язаних з вакансіями та комплексами кисню і цинку. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022243 |
| work_keys_str_mv |
AT bondarvm eksitonnítaperkolâcíjníprocesiudvofaznihstrukturahsio2znotipuâdroobolonkazvelikoûŝílʹnístûpoverhnevihnanoklasterív AT brodynms eksitonnítaperkolâcíjníprocesiudvofaznihstrukturahsio2znotipuâdroobolonkazvelikoûŝílʹnístûpoverhnevihnanoklasterív AT yermolaevayuv eksitonnítaperkolâcíjníprocesiudvofaznihstrukturahsio2znotipuâdroobolonkazvelikoûŝílʹnístûpoverhnevihnanoklasterív AT dobrotvorskayamv eksitonnítaperkolâcíjníprocesiudvofaznihstrukturahsio2znotipuâdroobolonkazvelikoûŝílʹnístûpoverhnevihnanoklasterív AT tolmachevav eksitonnítaperkolâcíjníprocesiudvofaznihstrukturahsio2znotipuâdroobolonkazvelikoûŝílʹnístûpoverhnevihnanoklasterív AT bondarvm excitonandpercolationprocessesintwophasecoreshellsio2znostructureswithalargedensityofsurfacenanoclusters AT brodynms excitonandpercolationprocessesintwophasecoreshellsio2znostructureswithalargedensityofsurfacenanoclusters AT yermolaevayuv excitonandpercolationprocessesintwophasecoreshellsio2znostructureswithalargedensityofsurfacenanoclusters AT dobrotvorskayamv excitonandpercolationprocessesintwophasecoreshellsio2znostructureswithalargedensityofsurfacenanoclusters AT tolmachevav excitonandpercolationprocessesintwophasecoreshellsio2znostructureswithalargedensityofsurfacenanoclusters |
| first_indexed |
2025-01-23T04:10:13Z |
| last_indexed |
2025-01-23T04:10:13Z |
| _version_ |
1822011334289522688 |