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Electrochemical Modulation of the Photophysics of Surface-Localized Trap States in Core/Shell/(Shell) Quantum Dot Films

光致发光 量子点 壳体(结构) 猝灭(荧光) 表面状态 材料科学 电子 分子物理学 带隙 光电子学 化学 原子物理学 荧光 物理 光学 曲面(拓扑) 几何学 数学 量子力学 复合材料
作者
Ward van der Stam,Gianluca Grimaldi,Jaco J. Geuchies,Solrun Gudjonsdottir,Pieter T van Uffelen,Mandy van Overeem,Baldur Brynjarsson,Nicholas Kirkwood,Arjan J. Houtepen
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:31 (20): 8484-8493 被引量:34
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.9b02908
摘要

In this work, we systematically study the spectroelectrochemical response of CdSe quantum dots (QDs), CdSe/CdS core/shell QDs with varying CdS shell thicknesses, and CdSe/CdS/ZnS core/shell/shell QDs in order to elucidate the influence of localized surface trap states on the optoelectronic properties. By correlating the differential absorbance and the photoluminescence upon electrochemically raising the Fermi level, we reveal that trap states near the conduction band (CB) edge give rise to nonradiative recombination pathways regardless of the CdS shell thickness, evidenced by quenching of the photoluminescence before the CB edge is populated with electrons. This points in the direction of shallow trap states localized on the CdS shell surface that give rise to nonradiative recombination pathways. We suggest that these shallow trap states reduce the quantum yield because of enhanced hole trapping when the Fermi level is raised electrochemically. We show that these shallow trap states are removed when additional wide band gap ZnS shells are grown around the CdSe/CdS core/shell QDs.

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