SNU CBE

Spectral fingerprints of individual Mn2+ impurities and Mn2+ pairs in magic-sized nanoclusters

2023 · The Journal of Chemical Physics

저자

Jan Bieniek, Woonhyuk Baek, 현택환 (Taeghwan Hyeon), Gerd Bacher, Rachel Fainblat

연구주제

Quantum Dots Synthesis And Properties · Nanocluster Synthesis and Applications · Luminescence Properties of Advanced Materials

NTIS 과학기술표준분류

화학 > 재료화학(구 나노화학) > 나노물성화학

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dopant exchange interaction 매직 사이즈 클러스터 망간 도핑

temperature dependent photoluminescence spectroscopy

키워드 (OpenAlex)

Mn2+ impurity CdSe nanoclusters photoluminescence spectral fingerprints spin ladder exchange interaction temperature-dependent emission vibronic coupling

초록

The chemical synthesis of (CdSe)13 magic-sized clusters (MSCs) allows the replacement of host atoms by individual transition metals such as Mn. By analyzing the spectral fingerprints of the Mn2+ photoluminescence (PL) in MSCs with different dopant concentrations, we are able to distinguish between single Mn2+ ions and coupled Mn2+ pairs. In case of Mn2+ pair emission, temperature-dependent studies show a pronounced red shift, followed by a distinct blue shift of the PL energy upon heating. This is related to a spin ladder formation of the ground and excited states due to Mn2+-Mn2+ exchange interaction at cryogenic temperatures, which is assumed to vanish at higher temperatures. In contrast, single Mn2+ ion PL exhibits a unique redshift with increasing temperature, which can be attributed to a particularly strong coupling to vibronic modes due to the ultimate small size of the MSCs.

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2023화공분야연구인력양성사업단교육부4단계두뇌한국21사업서울대학–
2023나노입자의 합성과 의료, 에너지 분야 응용과학기술정보통신부기초과학연구원연구운영비지원(주요사업비)기초과학연구원–

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