Файл: Квантовые точки.docx

4.3. Спектроскопия рентгеновского поглощения XANES

Физико-химические свойства соединений в конденсированном состоянии определяются их электронно-энергетическим строением, которое в значительной степени зависит от локальной структуры исследуемого образца. В последнее время важным инструментом для исследования тонких деталей наноразмерной атомной структуры малых квантовых частиц становится спектроскопия рентгеновского поглощения в ближайшей к краю области (XANES-X-ray absorption near edge structure).

XANES-спектроскопия позволяет с высокой точностью получать информацию об электронном строении и трехмерной атомной структуре вокруг исследуемого типа атомов в материалах, в том числе и без дальнейшего порядка в расположении атомов. На основе XANES — спектроскопии длины связей могут быть определены с точностью до 0,001 нм, а углы связей — с точностью до нескольких градусов. Однако XANES — спектроскопия — непрямой метод исследования. Для выделения структурной информации требуется проведение расчетов спектров для структурных моделей, в том числе с использованием суперкомпьютеров и вычислительных кластеров.

Для экспериментальной регистрации спектров рентгеновского поглощения обычно используется комплекс аппаратуры, основными компонентами которого являются источник излучения, диспергирующий элемент (кристалл или дифракционная решетка) и регистрирующее устройство. Одним из распространенных типов детекторов в настоящее время является полупроводниковые датчики, в том числе построенные в виде координатно- чувствительных детекторов. Они обладают высокой чувствительностью и в комплексе с компьютерной техникой позволяют наблюдать регистрируемый рентгеновский спектр непосредственно во время эксперимента.

К разрешающей способности установки предъявляют высокие требования, это связано с тем, что необходимая структурная информация может быть получена из незначительного изменения энергетического положения относительно интенсивности.

Заключение

Резюмируя, следует подчеркнуть, что квантовые точки в форме коллоидных нанокристаллов являются перспективнейшими объектами нано-, бионано- и биомеднанотехнологий. После первой демонстрации возможностей квантовых точек в качестве флуорофоров в 1998 году в течение нескольких лет наблюдалось затишье, связанное с формированием новых оригинальных подходов к использованию нанокристаллов и реализации тех потенциальных возможностей, которыми обладают эти уникальные объекты. Но в последние годы наметился резкий подъем: накопление идей и их реализаций определили прорыв в области создания новых устройств и инструментов, основанных на применении полупроводниковых нанокристаллических квантовых точек в биологии, медицине, электронной технике, технологии использования солнечной энергии и многих других. Конечно на этом пути еще много нерешенных проблем, но растущий интерес, растущее число коллективов, которые работают над этими проблемами, растущее число публикаций, посвященных этому направлению, позволяют надеяться, что квантовые точки станут основой техники и технологий следующего поколения.

---

Список используемых источников

1. Марков, С.А. Органический синтез коллоидных квантовых точек / С.А. Марков // Окно в микромир. — 2002. — № 4. – С. 18-24.

2. Козлова, М.В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико- математических наук. Особенности нелинейного поглощения при резонансном одно- и двухфотонном возбуждении экситонов в коллоидных квантовых точках CdSe/ZnS / М.В. Козлова. – Москва, 2015.

3. Ненашев, А.В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Моделирование электронной структуры квантовых точек / А.В. Ненашев. – Новосибирск, 2004.

4. Кравцова, А.Н. «In silico исследование атомной и электронной структуры квантовых точек CdTe, допированных атомами редкоземельных элементов» / А.Н Кравцова, А.В. Солдатов, С.А. Сучкова, // Журнал структурной химии. – 2016. – Т. 57, № 3. – С. 508 – 514.

5. Кравцова, А.Н. Допированные квантовые точки семейства CdTe / А.Н Кравцова, А.В. Солдатов, С.А. Сучкова, К.А. Ломанченко, И.А. Панкин, М.Б. Файн, А.Л. Бугаев // Известия РАН. Серия физическая – 2015. – Т. 79, № 11. – С. 1612-1611.

---