Научная
деятельность
Университет ИТМО

Фото недели: Дендриты полупроводниковых квантовых точек

Снимок сделан в ходе исследования, в результате которого ученые планируют увеличить эффективность солнечных батарей.

Этот завораживающий снимок был сделан с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа LSM 710 (Zeiss, Германия) в лаборатории международного научно-образовательного центра «Физики наноструктур». Изображение получили путем совмещения двух микрофотографий. Одна сделана в проходящем через образец свете лазера, вторая ― его же люминесцентное изображение.

Ветвящиеся структуры, представленные на фотографии, ― это дендриты люминесцирующих полупроводниковых нанокристаллов ― квантовых точек, полученные в результате самоорганизации при контролируемом испарении растворителя.

Для получения подобных структур капля раствора квантовых точек наносится на предметное стекло и высыхает в эксикаторе. Вид наблюдаемых структур полностью определяется параметрами (кислотностью, концентрацией, видом стабилизатора) раствора и условиями высыхания.

После полного испарения растворителя (в данном случае воды) изучение образца продолжается с помощью конфокального микроскопа LSM 710. Благодаря своей ветвящейся структуре дендриты способны собирать, переносить и концентрировать свет. Благодаря этому они представляют собой перспективную систему сбора солнечной энергии.

В рамках научной работы ученые исследуют связь между условиями синтеза, спектральными особенностями, а также структурными свойствами синтезируемых дендритов. Для их изучения используются принципы фрактальной геометрии.

Авторы фото: Ольга Кущенко и Любовь Бородина
Авторы фото: Ольга Кущенко и Любовь Бородина

Сейчас этой задачей занимается группа теоретиков лаборатории международного научно-образовательного центра «Физики наноструктур». Целью исследования является всестороннее изучение дендритов и создание дендритных структур с полностью контролируемыми свойствами для масштабного производства солнечных ячеек. В работах принимают участие студенты программы «Физика и технология наноструктур».

Кстати, в результате эксперимента удалось получить множество красивых снимков. Один из них в настоящий момент участвует в конкурсе ZEISS Russia & CIS «Перспективы».

Результаты, полученные в ходе выполнения работы, были представлены в декабре 2019 года на 2-ой международной школе-конференции «Smart Nanosystems for Life» и опубликованы в статье «Fractal Properties of CdTe Quantum Dots Dendrites» (Kushchenko O.M., Rudyi S.S., Borodina L.N., Cherevkov S.A., Rozhdestvensky Y.V. //Optics and spectroscopy, 2020, Vol. 128, No. 8, pp. 1190).