Thermal luminescence quenching of amine-functionalized silicon quantum dots: a pH and wavelength-dependent study

文献情報

出版日 2015-08-20
DOI 10.1039/C5CP04483A
インパクトファクター 3.676
著者

Surajit Chatterjee, Tushar Kanti Mukherjee


原文を見る

要旨

Understanding and resolving the mechanisms that affect the photoluminescence (PL) of Si QDs are of great importance because of their strong potential for optoelectronic and solar cell materials. In this article, the intrinsic exciton dynamics of water-dispersed allylamine-functionalized silicon quantum dots (Si QDs) have been explored as a function of temperature by means of steady-state and time-resolved PL spectroscopy. Significant PL quenching of Si QDs has been observed with increase in temperature from 278 K to 348 K. This thermal quenching is found to be a reversible process. The mechanism involves nonradiative reversible relaxation of conduction band electrons through the thermally-created temporary trap states. These temporary trap states arise due to the displacement of surface atoms from their regular positions at elevated temperature. Upon cooling, these surface irregularities relax back to their equilibrium positions with retrieval of the original PL intensity. It has been observed that the quenching mechanism is strongly influenced by the pH and excitation wavelength (λex). At pH 3.5, the quenching mechanism involves nonradiative relaxation of conduction band electrons through the thermally-created temporary trap states. However, at pH 7.4, the unprotonated surface amine groups introduce permanent nitrogen-related surface defects inside the bandgap of Si QDs. At elevated temperature, the conduction band electrons get trapped in these nitrogen-related surface defects through the involvement of thermally-created temporary trap states. Subsequent exciton recombination of these nitrogen-related defect states results in red-shifted green color luminescence. By using the Arrhenius equation we have estimated the activation energy of this nonradiative thermal relaxation process and it was found to be 138 and 139 meV at pH 3.5 and pH 7.4, respectively.

関連文献

Planarized B,N-phenylated dibenzoazaborine with a carbazole substructure: electronic impact of the structural constraint

Mikinori Ando, Mika Sakai, Naoki Ando, Masato Hirai

2019-05-14 Communication

DOI: 10.1039/C9OB00934E

Sarocladione, a unique 5,10:8,9-diseco-steroid from the deep-sea-derived fungus Sarocladium kiliense

Chun-Lan Xie, Jin-Mei Xia, Cui-Ping Xing, Zhu-Hua Luo, Zongze Shao, Xiao-Jun Yan, Shan He, Xian-Wen Yang

2019-05-29 Communication

DOI: 10.1039/C9OB01159E

Recent advances in photocatalytic manipulations of Rose Bengal in organic synthesis

Shivani Sharma, Anuj Sharma

2019-03-22 Review Article

DOI: 10.1039/C9OB00092E

Back cover

Cover

DOI: 10.1039/C9OB90069A

Allylic azides: synthesis, reactivity, and the Winstein rearrangement

Angela S. Carlson, Joseph J. Topczewski

2019-04-04 Review Article

DOI: 10.1039/C8OB03178A

Predictive chirality sensing via Schiff base formation

Samantha L. Pilicer, Michele Mancinelli, Andrea Mazzanti, Christian Wolf

2019-06-20 Paper

DOI: 10.1039/C9OB01265F

Doxorubicin-reinforced supramolecular hydrogels of RGD-derived peptide conjugates for pH-responsive drug delivery

Leixia Mei, Ziran Zhai, Suyun He, Tingting Zhu

2019-03-25 Paper

DOI: 10.1039/C9OB00046A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2,5-二羧基氟苯の市場動向や研究トレンドはどうですか?

2,5-二羧基氟苯の市場は、主に医薬品および農薬の研究開発において伸長しています。一方、環境への影響や安全性の懸念から、その使用は一定の制限が置かれています。今...

3906-87-42-Fluoroterephthalic...
化合物よくある質問

8-甲基-2-噻吩-2-基-喹啉-4-羧酸を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

8-甲基-2-噻吩-2-基-喹啉-4-羧酸を含む廃棄物は専門的な廃棄処理が必要です。具体的には、廃棄物は密閉の容器に収集し、適切な危険物対策を講じて専門業者に引...

33289-45-18-Methyl-2-(2-thieny...
化合物よくある質問

2,4-二氯-6-甲基5-嘧啶甲醛の主な用途は何ですか?

2,4-二氯-6-甲基5-嘧啶甲醛は、主に薬品の合成材料として使用され、また農薬や染料の製造にも用いられます。

933686-24-92,4-Dichloro-6-methy...
化合物よくある質問

レターメビールとは何ですか?

レターメビールは化学物質で、CAS番号917389-32-3です。主な用途は抗ウイルス薬として医薬品に使用されます。

917389-32-3Letermovir
化合物よくある質問

2-(1,3-二氧杂烷-2-基)噻唑の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号24295-04-3の2-(1,3-二氧杂烷-2-基)噻唑は、結晶形態により白色粉末を呈します。分子量は208.23 g/molであり、水に溶けにくい...

24295-04-32-(1,3-Dioxolan-2-yl...
化合物よくある質問

L-beta-高酪氨酸塩酸塩は安全ですか?

L-beta-高酪氨酸塩酸塩自体は毒性は低く、しかし使用する際は適切な個人保護具を使用し、誤飲や皮膚への接触を避けることが推奨されます。

336182-13-9(3S)-3-Amino-4-(4-hy...
化合物よくある質問

睡茄灯笼草素Cはどのように合成されますか?

睡茄灯笼草素Cは、シクラメンケチャナfromaceaeから抽出する方法や、化学合成法で合成することができます。典型的な化学合成法では、3β,22-二オキシエクス...

81644-34-0(6beta,17alpha,22R)-...
化合物よくある質問

4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯はどのように保存すればよいですか?

4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯は直射日光を避けて、室温で保存するのが良いです。湿度を避けて密閉容器に入れて保管し、未使用の状態で長期保存することができ...

780705-64-82-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

NBI-74330の主な用途は何ですか?

NBI-74330は主に薬理学研究および医療用途に使用されています。その主な用途は抗がん作用を有するため、がん治療の研究に使用されています。

855527-92-3N-{(1R)-1-[3-(4-Etho...
化合物よくある質問

6-トリフルオロメチル-2-クロロピリジン-4-ボリリック酸はどのように合成されますか?

6-トリフルオロメチル-2-クロロピリジン-4-ボリリック酸は、6-トリフルオロメチル-2-クロロピリジンとボリルリチウムを触媒なしで反応させることで合成するこ...

1446486-10-7[2-Chloro-6-(trifluo...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。