Photoluminescence of Si nanocrystals under selective excitation

Dobrovolskas, D.; Mickevičius, J.; Тамулайтис, Г.; Reipa, Vytas

doi:10.1016/j.jpcs.2008.11.013

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“…20 Moreover, many PL experiments demonstrated that only a very small fraction of the NCs in the samples contributes to the observed PL, enforcing the idea that precise structural conditions are required in order to achieve high emission rates. [24][25][26][27] Finally, recent calculations reported especially high optical yields for small NCs, 28 , enhancing the weight held by their contribution in real samples. It is therefore clear the importance of understanding the factors that, at these sizes, contribute to enhance (or reduce) the NC optical response.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Local-field effects in silicon nanoclusters

Guerra

Marsili²,

Pulci³

et al. 2011

Phys. Rev. B

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The effect of the local fields on the absorption spectra of silicon nanoclusters (NCs), freestanding or embedded in SiO(2), is investigated in the DFT-RPA framework for different size and amorphization of the samples. We show that local field effects have a great influence on the optical absorption of the NCs. Their effect can be described by two separate contributions, both arising from polarization effects at the NC interface. First, local fields produce a reduction of the absorption that is stronger in the low energy limit. This contribution is a direct consequence of the screening induced by polarization effects on the incoming field. Secondly, local fields cause a blue shift on the main absorption peak that has been explained in terms of perturbation of the absorption resonance conditions. Both contributions do not depend either on the NC diameter nor on its amorphization degree, while showing a high sensitivity to the environment enclosing the NCs

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Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Local-field effects in silicon nanoclusters

Guerra

Marsili²,

Pulci³

et al. 2011

Phys. Rev. B

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“…24,25,28 The treatment of single NCs with atomiclike models allows a comparison between the collective response of a sample with the sum of the responses of the individual NCs, leading to useful information about the NC-NC interaction mechanisms. Also, many works have already indicated the predominant contribution from Si NC with particular size/shape, 27,29,30 providing important implications for the identification of the best conditions for light emission and optical gain.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

High luminescence in smallSi/SiO2nanocrystals: A theoretical study

Guerra

Ossicini

2010

Phys. Rev. B

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In recent years, many experiments have demonstrated the possibility to achieve efficient photoluminescence from Si/ SiO 2 nanocrystals. While it is widely known that only a minor portion of the nanocrystals in the samples contributes to the observed photoluminescence, the high complexity of the Si/ SiO 2 interface and the dramatic sensitivity to the fabrication conditions make the identification of the most active structures at the experimental level not a trivial task. Focusing on this aspect, we have addressed the problem theoretically, by calculating the radiative recombination rates for different classes of Si nanocrystals in the diameter range of 0.2-1.5 nm, in order to identify the best conditions for optical emission. We show that the recombination rates of hydrogenated nanocrystals follow the quantum confinement feature in which the nanocrystal diameter is the principal quantity in determining the system response. Interestingly, a completely different behavior emerges from the OH-terminated or SiO 2-embedded nanocrystals, where the number of oxygens at the interface seems intimately connected to the recombination rates, resulting the most important quantity for the characterization of the optical yield in such systems. Besides, additional conditions for the achievement of high rates are constituted by a high crystallinity of the nanocrystals and by high confinement energies ͑small diameters͒.

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“…Donde F corr es la intensidad de fluorescencia real; F obs es la intensidad de fluorescencia registrada por el equipo y A es la absorbancia de la muestra. [Dobrovolskas 2009, Holmes 2001 y pueden ser atribuidos a dos factores. El primero de ellos es la contribución de poblaciones de nanopartículas con un número especifico de átomos y configuración superficial [Dobrovolskas 2009].…”

Section: Calibración Del Espectrofluórometro Y Corrección Por Filtro unclassified

“…[Dobrovolskas 2009, Holmes 2001 y pueden ser atribuidos a dos factores. El primero de ellos es la contribución de poblaciones de nanopartículas con un número especifico de átomos y configuración superficial [Dobrovolskas 2009]. El segundo factor se atribuye a la presencia de oxigeno en la superficie de las partículas [Holmes 2001].…”

Section: Calibración Del Espectrofluórometro Y Corrección Por Filtro unclassified

“…El segundo factor se atribuye a la presencia de oxigeno en la superficie de las partículas [Holmes 2001]. La estructura fina de los picos no se ve afectada por la longitud de la cadena alquílica enlazada en la superficie ni por la longitud de onda de excitación [Dobrovolskas 2009], siendo esto coincidente con nuestras observaciones.…”

Section: Calibración Del Espectrofluórometro Y Corrección Por Filtro unclassified

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Desarrollo de nanopartículas de silicio como potenciales marcadores luminiscentes y agentes terapéuticos en sistemas biológicos

Portolés¹,

Manuel²

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Se plantea como hipótesis de esta tesis que: “las nanopartículas de silicio tienen potencial utilidad como marcadores biológicos y/o agentes terapéuticos”. Para desarrollarla, en una primera etapa se realizó la síntesis de las nanopartículas con las cuales se llevaron a cabo todos los estudios posteriores. Para este objetivo se evaluaron distintos métodos de síntesis eligiendo el más adecuado para nuestra accesibilidad de equipos y adaptándolo a nuestros requerimientos específicos. Una vez obtenidas las nanopartículas se procedió a la modificación superficial con distintos agentes químicos, determinándose su adecuado recubrimiento y distribución de tamaños. Posteriormente se procedió a la caracterización de sus propiedades fotofísicas en función de los diferentes recubrimientos superficiales y del solvente en régimen por excitación mono- y bifotónica. Se analizó la capacidad de las partículas de generar especies reactivas de oxígeno y de reducir diferentes especies químicas mediadas por la luz. Asimismo, se han planteado los mecanismos por los que se producen estos fenómenos. Paralelamente a los estudios experimentales se han realizado cálculos teóricos para obtener las configuraciones geométricas más estables en función de su multiplicidad y su recubrimiento con átomos de distintos elementos. Se calculó el espectro electrónico UV-Vis y el espectro vibracional de las partículas de tamaños y recubrimientos similares a las obtenidas experimentalmente. Se evaluó la toxicidad de las nanopartículas recubiertas con metacrilato de metilo en células C6 de glioma de rata en función de la concentración de partículas, del tiempo de incubación y de irradiación en el IR.

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Photoluminescence of Si nanocrystals under selective excitation

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Local-field effects in silicon nanoclusters

Local-field effects in silicon nanoclusters

High luminescence in smallSi/SiO2nanocrystals: A theoretical study

Desarrollo de nanopartículas de silicio como potenciales marcadores luminiscentes y agentes terapéuticos en sistemas biológicos

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