Short-range organization and photophysical properties of CdSe quantum dots coupled with aryleneethynylenes.

organic semiconductors organic–inorganic interface quantum dots spectroscopy

Journal

Nanotechnology
ISSN: 1361-6528
Titre abrégé: Nanotechnology
Pays: England
ID NLM: 101241272

Informations de publication

Date de publication:
17 Mar 2022
Historique:
received: 30 11 2021
accepted: 08 02 2022
pubmed: 9 2 2022
medline: 9 2 2022
entrez: 8 2 2022
Statut: epublish

Résumé

Hybrid organic-inorganic nanomaterials composed of organic semiconductors and inorganic quantum dots (QDs) are promising candidates for opto-electronic devices in a sustainable internet of things. Especially their ability to combine the advantages of both compounds in one material with new functionality, the energy-efficient production possibility and the applicability in thin films with little resource consumption are key benefits of these materials. However, a major challenge one is facing for these hybrid materials is the lack of a detailed understanding of the organic-inorganic interface which hampers the widespread application in devices. We advance the understanding of this interface by studying the short-range organization and binding motif of aryleneethynylenes coupled to CdSe QDs as an example system with various experimental methods. Clear evidence for an incorporation of the organic ligands in between the inorganic QDs is found, and polarization-modulation infrared reflection-absorption spectroscopy is shown to be a powerful technique to directly detect the binding in such hybrid thin-film systems. A monodentate binding and a connection of neighboring QDs by the aryleneethynylene molecules is identified. Using steady-state and time resolved spectroscopy, we further investigated the photophysics of these hybrid systems. Different passivation capabilities resulting in different decay dynamics of the QDs turned out to be the main influence of the ligands on the photophysics.

Identifiants

pubmed: 35133295
doi: 10.1088/1361-6528/ac52bd
doi:

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Journal Article

Langues

eng

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IM

Informations de copyright

© 2022 IOP Publishing Ltd.

Auteurs

Christoph P Theurer (CP)

Institut für Angewandte Physik, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 10, D-72076 Tübingen, Germany.

Antonia Weber (A)

Institut für Angewandte Physik, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 10, D-72076 Tübingen, Germany.

Martin Richter (M)

Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 253/229, D-69120 Heidelberg, Germany.

Markus Bender (M)

Organisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 270, D-69120 Heidelberg, Germany.
Centre for Advanced Materials, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 225, D-69120 Heidelberg, Germany.

Patrick Michel (P)

Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 18, D-72076 Tübingen, Germany.

Debkumar Rana (D)

Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 253/229, D-69120 Heidelberg, Germany.
Centre for Advanced Materials, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 225, D-69120 Heidelberg, Germany.

Krishan Kumar (K)

Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 18, D-72076 Tübingen, Germany.

Uwe Bunz (U)

Organisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 270, D-69120 Heidelberg, Germany.
Centre for Advanced Materials, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 225, D-69120 Heidelberg, Germany.

Marcus Scheele (M)

Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 18, D-72076 Tübingen, Germany.
Center for Light-Matter Interactions, Sensors & Analytics (LISA+), Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 15, D-72076 Tübingen, Germany.

Petra Tegeder (P)

Physikalisch-Chemisches Institut, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 253/229, D-69120 Heidelberg, Germany.
Centre for Advanced Materials, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 225, D-69120 Heidelberg, Germany.

Frank Schreiber (F)

Institut für Angewandte Physik, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 10, D-72076 Tübingen, Germany.
Center for Light-Matter Interactions, Sensors & Analytics (LISA+), Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 15, D-72076 Tübingen, Germany.

Katharina Broch (K)

Institut für Angewandte Physik, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 10, D-72076 Tübingen, Germany.
Center for Light-Matter Interactions, Sensors & Analytics (LISA+), Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 15, D-72076 Tübingen, Germany.

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