Оптические измерения. Спектрофотометрические измерения проводили на спектрофотометре Perkin Elmer Lambda 35 в диапазоне длин волн 1100 – 190 нм. В качестве образца сравнения использовали дистиллированную воду при анализе наночастиц, полученных в матрице ПВС, и подложку Al2O3 при использовании стекла в качестве матрицы. Ширину запрещенной зоны определяли из графиков в нормированных координатах по формуле: (1) где m* - масса экситона, Eg – ширина запрещенной зоны для объемного кристалла, d – размер частиц, h – постоянная планка.
Из литературных данных [8] для PbS: Eg = 0,41 эВ и m* = 0,1825 me, для PbTe: Eg = 0,37 эВ и m* = 0,154 me (me – масса электрона, равная 9,109*10-31 кг). 4. Результаты и их обсуждения. 4.1. Полупроводниковые наночастицы PbS, полученные в матрице ПВС. При изменении концентрации Pb(NO3)2 в растворе поливинилового спирта наблюдается смещение края полосы поглощения, что объясняется изменением ширины запрещенной зоны полупроводниковых частиц с изменением их размера. Также необходимо отметить, что оптимальный размер наночастиц для раствора 1% ПВС получается при концентрации Pb(NO3)2 10-3М. Об этом свидетельствует наибольшая интенсивность пиков поглощения для данного раствора (рис.1). Рисунок 1. Сравнение спектров растворов 1% ПВС с разными концентрациями Pb(NO3)2. 4.2. Полупроводниковые наночастицы PbS и PbTe, полученные в матрице стекла.
При изменении концентрации PbS и PbTe в стекле так же, как и в растворе, наблюдается смещение края полосы поглощения, что объясняется изменением ширины запрещенной зоны полупроводниковых частиц с изменением их размера (рис.2). Рисунок 2. Сравнение спектров стекол с разными концентрациями полупроводниковых наночастиц.
Представленные спектры были построены в приведенных координатах Р2Е2 от Е (прил. 1,2) и по формуле (1) были посчитаны значения размеров полученных наночастиц (табл. 1). Таблица 1. Размеры наночастиц PbS и PbTe. Исходные вещества Концентрация прекурсора в смеси Размер образующихся частиц, нм Ширина запрещенной зоны, eV Pb(NO3)2 10-1 М 6.9 2.15 Pb(NO3)2 10-2 М 6.8 2.1 Pb(NO3)2 10-3 М 6.16 2.55 Pb(NO3)2 10-4 М 5.12 3.5 PbS 6% 5.3 3.3 PbS 0.6% 5.21 3.4 PbTe 6% 5.31 3.25 PbTe 0.6% 5.26 3.3 5. Выводы 1. Синтезированы наноразмерные частицы сульфидов свинца в матрице поливинилового спирта.
Показано что при концентрации матрицы ПВС – 1% размеры частиц зависят от концентрации исходного вещества. 2. Синтезированы наноразмерные частицы сульфида и теллурида свинца в матрице стекла.
Показано что при концентрации данном методе синтеза размеры частиц практически не зависят от концентрации исходного вещества. 6.