The Impact of the Colloidal Quantum Size Dispersion on the Absorption Coefficient of the Photodiode on their Base

Editorial Board PCSS Journal; М.В. Стріха; А.А. Сакун

doi:10.15330/pcss.27.2.356-360

Автор(и)

М.В. Стріха Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна; Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, Україна
А.А. Сакун Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.27.2.356-360

Ключові слова:

колоїдні квантові цятки, фотодіод, дисперсність, коефіцієнт поглинання

Анотація

На основі простої теоретичної моделі показано, що дисперсність ансамблю колоїдних квантових цяток за їх розмірами суттєво впливає на коефіціент поглинання фотодіодів на їх основі і має обов’язково враховуватися при описі роботи сучасних фотодетекторів для інфрачервоного діапазону. Зростання дисперсності ансамблю наночастинок у фотодетекторі призводить до помітного зменшення значення коефіцієнта поглинання на частоті, що відповідає поглинанню для наночастинок середнього розміру. Типова залежність коефіцієнту поглинання фотодетектора від частоти включає різке зростання на частотах, близьких до краю власного поглинання наноцятки, потім спад за законом, де до знаменника входить величина забороненої зони в об’ємному матеріалі, а потім – дальше зростання, обумовлене переходами з участю вищих квантованих енергетичних рівнів наноцятки.

Посилання

M.T.Kartel, V.V.Lobanov. Quantum dots as a base of the modern and future material science. The Nobel prize in Chemistry of 2023. Visnyk NAN Ukrainy,12, 33 (2023); https://doi.org/10.15407/visn2023.12.033. (In Ukrainian)

G. Konstantatos, E.H. Sargent, Colloidal quantum dot photodetectors. Infrared Physics & Technology, 54, 278 (2011); https://doi.org/10.1016/j.infrared.2010.12.029.

M. Vafaie et al. Colloidal quantum dot photodetectors with 10-ns response time and 80% quantum efficiency at 1,550 nm. Matter. 4 (3), 1042 (2021); https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.12.017.

Y.K. Choi et al. High-resolution infrared quantum dot photodiode аrray via aerosol-assisted deposition. Chemical Engineering Journal. 521. 166091 (2025); https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166091.

S. Lu et al. High-Performance Colloidal Quantum Dot Photodiodes via Suppressing Interface Defects. ACS Applied Materials & Interfaces. 15(9), 12061 (2023); https://doi.org/10.1021/acsami.2c22774.

Doris Segets. Analysis of Particle Size Distributions on Quantum Dots: from Theory to Application. KONA Powder and Particle Journal, .33, 48 (2016); https://doi.org/10.14365/kona.2016012.

L.E. Brus, A Simple Model for the Ionization Potential, Electron Affinity, and Aqueous Redox Potentials of Small Semiconductor Crystallites. J. Chem. Phys, 79(11), 5566 (1983); https://doi.org/10.1063/1.445676.

Omar Qasaimeh. Impact of Size Distribution on Optical Properties of Quantum Dots: A Comparative Study of Statistical Models. (2025); https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-6319636/v1.

Yu. Pingrong et al. Absorption Cross-Section and Related Optical Properties of Colloidal InAs Quantum Dots. J. Phys. Chem. B, 109, 7084 (2005); https://doi.org/10.1021/jp046127i.

Guilherme Almeida et al. Size-Dependent Optical Properties of InP Colloidal Quantum Dots. Nano Lett. 2023, 23, 8697−8703. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02630.