PHOTOLUMINESCENT NANOMATERIALS FOR THERMOMETRY: SILICON AND CARBON NANOPARTICLES

Аннотация

В статье описаны особенности фотолюминесценции (ФЛ) кремниевых и углеродных наноколлоидов, полученных нами с использованием известных подходов. В ходе исследования наночастицы (НЧ) Si и C были диспергированы в неполярной и полярной жидкости, соответственно, с целью изучения их фотолюминесцентных свойств в зависимости от температуры. Для ряда образцов наблюдался батохромный сдвиг положения максимума ФЛ, а также изменение интенсивности ФЛ в зависимости от растворителя и температуры. Последнее открывает перспективы применения фотолюминесцентной термометрии, например, для картирования распределения температуры. Мы рассчитали температурные коэффициенты изменения интенсивности ФЛ в зависимости от температуры, и, кроме того, мы обнаружили, что температурная чувствительность связана не только с внутренними свойствами Si НЧ и C НЧ, но и в большей степени, с механизмами резонансного переноса энергии Фёрстера в неполярных жидкостях. Последнее, вероятно, реализуется между частицами разного размера и существенно зависит от изменения вязкости жидкости при понижении температуры, что предотвращает хаотическое движение НЧ и их агрегатов в растворе. По-видимому, резонансная передача энергии Ферстера между частицами Si может быть причиной того, что тогда возможны взаимодействия на малых расстояниях между частицами разных размеров в тех случаях, когда распределение НЧ по размерам относительно велико. Поэтому, исходя из вышеизложенного, основными направлениями совершенствования должны быть разработка унифицированных НЧ Si и НЧ C для уточнения регистрируемого эффекта и повышения чувствительности люминесцентной термометрии с использованием необходимого типа коллоидных растворов и растворителя для соответствующих НЧ. Информация, представленная в статье, представляет интерес, поскольку является основой для понимания наблюдаемых эффектов при анализе экспериментальных данных с использованием доступных литературных источников.