Электрохимическое заряжение наночастиц полупроводников в апротонных растворителях для создания электрохромных покрытий : отчет о научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Е. А. Стрельцов

Abstract

Объектами исследования являлись тонкие пленки на основе квантовых точек (КТ) селенида кадмия, сформированные электрофоретическим осаждением из коллоидных растворов. Цель работы заключалась в разработке методов регулирования оптических и электрохромных свойств пленок, образованных нанокристаллами CdSe и выявлении факторов, определяющих механизм процессов переноса заряда. В результате выполнения работы создан метод получения пленок, состоящих из плотно упакованных КТ CdSe на прозрачных проводящих подложках, путем электрофоретического осаждения из золя селенида в нитробензоле. Методом циклической вольтамперометрии (ЦВА) исследованы процессы обратимого электрохимического заряжения-разряда пленок CdSe в ацетонитрильных растворах NBu4PF6. На ЦВА обратимое заряжение-разряд КТ проявляется в виде катодных и анодных пиков, которые смещаются в область положительных потенциалов с ростом размеров частиц. При этом количество инжектированных в КТ CdSe электронов возрастает от 1,3 до 6 с увеличением диаметра от 2,8 нм до 6,3 нм. Численное моделирование ЦВА в рамках механизма, включающего последовательно протекающие электрохимическую и химическую стадии, позволило объяснить сильную зависимость токов от скорости развертки потенциала. Кинетика электрохимического заряда-разряда пленок CdSe является быстрой – полное исчезновение фундаментального поглощения достигается за время порядка 100 мс. Тонкая оболочка из ZnS или CdS не препятствует изменению окраски пленки CdSe, повышает эксплуатационную стабильность системы и время жизни электронов. Молекулярный кислород практически полностью подавляет электрохромный эффект за счет захвата электронов. Обратимые процессы электрохимического заряжения-разряда пленок CdSe, образованных квантовыми точками полупроводника, могут быть использованы для создания электрохромных экранов или панелей с регулируемым светопропусканием, экранов и дисплеев нового поколения, электрохромных сенсоров.