Современная электроника №4/2024

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2024 Открытие квантовых точек и разработка технологии их массового производства . Часть 2. Коллоидные полупроводниковые квантовые точки Рис . 1. Принцип действия « рамановского спектрофотометра » (1 – лазер ; 2 – линейный фильтр ; 3 – исследуемый образец ; 4 – фокусирующий фильтр ; 5 – дифракционно - дихраичная оптическая система ; 6 – широкополосный фильтр ; 7 – детектирующий блок ) В первой части этой статьи были рассмотрены общие аспекты нанокристаллов как заключительной триады полупроводников с квантово - размерным эффектом и описано открытие квантовых точек в стеклянных матрицах , сделанное Алексеем Екимовым в 1981 году в ГОИ им . Вавилова . Вторая часть посвящена коллоидным квантовым точкам , впервые полученным в виде сухого порошка Луисом Брюсом , а в третьей будет рассмотрена технология синтеза коллоидных квантовых точек . Виктор Алексеев Луис Брюс – открытие и теоретическая разработка коллоидных полупроводниковых квантовых точек ЛуисЮджинБрюс (Louis Eugene Brus) родился в 1943 году в Кливленде , штат Огайо , США . В 1965 году он окончил бака - лавриат по химии , физике и математи - ке университета Райса (Rice University). Затем Брюс продолжил образование в Колумбийском университете по квоте МО США . В 1969 году Луис Брюс защи - тил докторскую диссертацию (PhD) по химической физике и был вынуж - ден « отработать » своё университетское образование на действительной воен - ной службе в Исследовательской лабо - ратории ВМС США (US Naval Research Laboratory, Washington). После демоби - лизации в 1973 году Брюс был принят в «AT&T Bell Laboratories» (Bell Labs), в которой проработал вплоть до 1996 года . Здесь он сделал свои основные научные открытия , которые были по достоинству оценены Нобелевской премией в 2023 году . В те годы фирма Bell Labs была на пике своего развития , и считалось , что в ней располагалась одна из лучших в мире лабораторий для проведенияфизических научных исследований [1]. В начале своей деятельности неболь - шая группа Луиса Брюса занималась спектроскопией полупроводниковых микрокристаллов во взвесях благород - ных газов при криогенных температу - рах , которые ведут себя , как устойчивые коллоидные растворы . В рамках этих работ Луис Брюс исследовал фотохи - мические процессы , связанные с энер - гетической релаксацией возбуждённых молекул в инертных газах при темпера - туре жидкого гелия (4 К ). При этом основ - ная методика исследований была связа - на с анализом « рамановских спектров » отдельных молекул , полученных во вре - мя фотохимических реакций с помощью «Resonance Raman (RR) Spectroscopy». В этой связи нужно вспомнить ещё одногоНобелевскоголауреата : индийско - го физика Чандрасекхара Венката Раман , который получил премию по физике в 1930 году « заработыпорассеяниюсвета ». Раман Чандрасекхара обнаружил , что при облучении некоторых веществ моно - хромным светом с определённой длиной волны в отражённом спектре возникают новые линии , отличные от частотыпада - ющего излучения . Этот эффект получил международное название «Resonance Raman – (RR)», а в русскоязычной лите - ратуре – комбинационное рассеяние . Этот процесс происходит не на атомах , как в случае упругого ( релеевского ) рас - сеяния , а на молекулах вещества . Часто - та света электромагнитной волны лазер - ного луча накладывается на собственные колебательные частотымолекул облучае - мого вещества . В результате отражённый световой спектр будет иметь дополни - тельные частоты . Эти новые « сателли - ты » в спектре КР являются комбинацией частот падающего света и частот коле - бательных и вращательных переходов электронов , обусловленных поляриза - цией молекул при прохождении через них возбуждающего излучения . Принцип действия « рамановского спектрофотометра » показан на рис . 1 [2]. Общая для всехмоделей схема раманов - ского спектрофотометра имеет однии те же основные компоненты , показанные на рис . 1. Для возбуждения целевогоизлуче - нияиспользуются ультрафиолетовые или инфракрасные лазеры (1), длина волны которых настраивается с помощьюлиней - ногофильтра (2). Лазерныйлуч , попадая на исследуемый образец (3) черезфокуси - рующийфильтр (4), порождает вторичное излучение . Дифракционно - дихраичная оптическая система (5) предназначе - на для отбора из спектра , испускаемо - го образцом , рамановского рассеянно - го излучения (Raman Scattered Light) на фоне неупругого рэлеевского (Raleigh) и антистоксовского (Anti Stokes) отражён - ного света , в зависимости от угла паде - ния и длины волны . Выделенный сиг - налнаправляется черезширокополосный фильтр (6) на детектирующий блок (7). В конце 1970- х Луис Брюс со своими молодыми помощниками разработали методику рамановской спектроскопии с лазерной накачкой , адаптированную к традиционным исследованиям , свя - занным с фотокатализом . Применение лазеров позволило груп - пе значительно повысить разрешение