Bright type-II photoluminescence from Mn-doped CdS/ZnSe/ZnS quantum dots with Mn 2+ ions as exciton couplers
Source abstract
Abstract
Mn2+ ions were introduced as exciton couplers to enhance the quantum yield (QY) of type-II photoluminescence (PL) from CdS/ZnSe/ZnS quantum dots (QDs) with slow hot-exciton cooling and low radiative rate. Transient absorption spectroscopy verifies the faster bleach recovery and faster peak red-shifting at the charge-transfer state. And the transient PL peak of the QDs changes from blue-shifting to red-shifting due to Mn2+ doping. The QY of type-II PL can be enhanced from ∼35% to ∼60% by Mn2+ doping. As the energy-transfer-stations of hot excitons during rapid ET (∼100 ps), Mn2+ ions transform more excitons from hot to cold for emission. As the couplers of cold excitons during long thermal equilibrium (∼100 ns), Mn2+ ions further decrease exciton trapping by strong bidirectional coupling. This work provides a unique way of acquiring high QY of type-II PL, and highlights the general law of PL enhancement in Mn-doped QDs.
Source: europepmc · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: Quantum Dots Synthesis And Properties · Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Perovskite Materials and Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Advanced Photonic Center
Southeast University
Nanjing 210096
China
National Laboratory of Solid State Microstructures
School of Physics
Nanjing University
Nanjing 210093
References (55)
Show source-provided references
1. Bang · Chem. Mater. · 2010 · 22 · 23310.1021/cm9027995 ↗
2. Klimov · Nature · 2007 · 447 · 44110.1038/nature05839 ↗
3. Kholmicheva · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 147710.1021/acs.jpcc.6b10994 ↗
4. Lo · Adv. Mater. · 2011 · 23 · 18010.1002/adma.201002290 ↗
5. Pandey · Science · 2008 · 322 · 92910.1126/science.1159832 ↗
6. Chuang · Ann. Phys. · 2013 · 525 · 4310.1002/andp.201200129 ↗
7. Chuang · J. Phys. Chem. Lett. · 2012 · 3 · 192110.1021/jz300299r ↗
8. Yong · Nano Lett. · 2013 · 13 · 428010.1021/nl402050q ↗
9. Hewa-Kasakarage · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 132810.1021/ja8082895 ↗
10. Boxberg · Rep. Prog. Phys. · 2007 · 70 · 142510.1088/0034-4885/70/8/R04 ↗
11. Zhu · Science · 2016 · 353 · 140910.1126/science.aaf9570 ↗
12. He · Phys. Rev. Lett. · 2010 · 105 · 04660110.1103/PhysRevLett.105.046601 ↗
13. del Águila · ACS Nano · 2016 · 10 · 410210.1021/acsnano.5b07158 ↗
14. Verma · J. Phys. Chem. C · 2013 · 117 · 1090110.1021/jp400014j ↗
15. Ivanov · ACS Nano · 2010 · 4 · 599410.1021/nn101357q ↗
16. Righetto · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 89610.1021/acs.jpcc.6b10146 ↗
17. Urayama · Phys. Rev. Lett. · 2001 · 86 · 493010.1103/PhysRevLett.86.4930 ↗
18. Heitz · Phys. Rev. B: Condens. Matter · 2001 · 64 · 24130510.1103/PhysRevB.64.241305 ↗
19. Tyrakowski · Chem. Mater. · 2015 · 27 · 727610.1021/acs.chemmater.5b02040 ↗
20. Beaulac · Nano Lett. · 2008 · 8 · 294910.1021/nl801847e ↗
21. Vlaskin · Nano Lett. · 2010 · 10 · 367010.1021/nl102135k ↗
22. McLaurin · Chem. Mater. · 2013 · 25 · 128310.1021/cm304034s ↗
23. McLaurin · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1497810.1021/ja206956t ↗
24. Hsia · ACS Nano · 2011 · 5 · 951110.1021/nn2025622 ↗
25. Liu · J. Am. Chem. Soc. · 2016 · 138 · 1495410.1021/jacs.6b08085 ↗
26. Liu · Nanoscale · 2013 · 5 · 417710.1039/c3nr33726j ↗
27. Walker · Appl. Phys. Lett. · 2003 · 83 · 355510.1063/1.1620686 ↗
28. Han · Ann. Biomed. Eng. · 2009 · 37 · 123010.1007/s10439-009-9681-6 ↗
29. Kalytchuk · Small · 2016 · 12 · 46610.1002/smll.201501984 ↗
30. Chen · ACS Nano · 2012 · 6 · 58310.1021/nn204452e ↗
31. Pu · ACS Cent. Sci. · 2016 · 2 · 3210.1021/acscentsci.5b00327 ↗
32. Chen · J. Phys. Chem. C · 2010 · 114 · 441810.1021/jp100352m ↗
33. Acharya · J. Phys. Chem. Lett. · 2010 · 1 · 48510.1021/jz900291a ↗
34. Dennis · Nano Lett. · 2012 · 12 · 554510.1021/nl302453x ↗
35. Acharya · J. Am. Chem. Soc. · 2015 · 137 · 375510.1021/jacs.5b00313 ↗
36. Ivanov · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 1170810.1021/ja068351m ↗
37. Zeng · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 858710.1021/jp711395f ↗
38. Niu · Dalton Trans. · 2010 · 39 · 330810.1039/b922130a ↗
39. Boldt · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 1327610.1021/jp503609f ↗
40. Yu · Angew. Chem., Int. Ed. · 2002 · 41 · 236810.1002/1521-3773(20020703)41:13<2368::AID-ANIE2368>3.0.CO;2-G ↗
41. Pradhan · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 333910.1021/ja068360v ↗
42. Cao · J. Mater. Chem. C · 2013 · 1 · 254010.1039/c3tc00561e ↗
43. Cirillo · Chem. Mater. · 2014 · 26 · 115410.1021/cm403518a ↗
44. Xu · RSC Adv. · 2015 · 5 · 8892110.1039/C5RA17200D ↗
45. Xu · Superlattices Microstruct. · 2017 · 111 · 66510.1016/j.spmi.2017.07.017 ↗
46. Kim · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 151610.1039/C1JM13170B ↗
47. Moreels · ACS Nano · 2011 · 5 · 803310.1021/nn202604z ↗
48. Rainò · Nano Lett. · 2012 · 12 · 522410.1021/nl302390b ↗
49. Wu · Chem. – Eur. J. · 2015 · 21 · 512910.1002/chem.201405798 ↗
50. Cao · Sci. Rep. · 2014 · 4 · 751010.1038/srep07510 ↗
51. Pu · J. Am. Chem. Soc. · 2017 · 139 · 330210.1021/jacs.6b11431 ↗
52. Degani · Phys. Rev. B: Condens. Matter · 1990 · 42 · 1170110.1103/PhysRevB.42.11701 ↗
53. Hu · J. Phys. Chem. C · 2012 · 116 · 1128310.1021/jp210269m ↗
54. Hu · Small · 2014 · 10 · 309910.1002/smll.201400094 ↗
55. Liao · Nanoscale · 2015 · 7 · 2060710.1039/C5NR05526A ↗