Мартыненко И.В. Исследование люминесцентных свойств комплексов полупроводниковых квантовых точек с тетрапиррольными соединениями

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук: 01.04.05 – Оптика. — Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий механики и оптики. — Санкт-Петербург, 2015. — 22 с.Научный консультант: к.т.н., доц. Орлова А.О.Целью работы является установление закономерностей формирования комплексов водорастворимых коллоидных квантовых точек полупроводников группы А2В6 с соединениями тетрапиррольного ряда и фотофизических процессов в них.Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Исследовать условия формирования комплексов молекул Al(OH)-сульфофталоцианина и хлорина е6 c полупроводниковыми квантовыми точками в водных растворах.
Исследовать оптические свойства и экспериментальные проявления переноса энергии в комплексах молекул Al(OH)-сульфофталоцианина и хлорина е6 с полупроводниковыми квантовыми точками в водных растворах.
Исследовать фотофизические свойства комплексов полупроводниковых квантовых точек и тетрапиррольных молекул в биологических средах.Научная новизна работы
Экспериментально установлено, что в комплексах катионных коллоидных квантовых точек CdSe/ZnS с противоположно заряженными молекулами Al(OH)-сульфофталоцианина могут образовываться нелюминесцирующие агрегаты молекул. Показано, что увеличение концентрации агрегатов молекул приводит к уменьшению квантового выхода фотолюминесценции Al(OH)-сульфофталоцианина и эффективности внутрикомплексного переноса энергии.
Предложена модель образования комплексов катионных квантовых точек с противоположно заряженными молекулами, описывающая зависимости квантового выхода фотолюминесценции молекул и эффективности внутрикомплексного переноса энергии от концентрации нелюминесцирующих агрегатов молекул.
В комплексах анионных CdTe квантовых точек с одноименно заряженными молекулами Al(OH)-сульфофталоцианина реализован перенос энергии фотовозбуждения от КТ к молекулам, эффективность которого близка к теоретически возможной для данной донорно-акцепторной пары, по-скольку в этих комплексах не происходит образования нелюминесцирующих агрегатов молекул.
Предложена модель образования комплексов между одноименно заряженными КТ и молекулами, согласно которой молекулы образуют координационную связь с молекулами солюбилизатора на поверхности КТ, хорошо описывающая спектрально-люминесцентные свойства комплексов анионных CdTe квантовых точек с молекулами Al(OH)-сульфофталоцианина.
Показано, что в комплексах катионных квантовых точек CdSe/ZnS и ZnSe/ZnS с молекулами хлорина е6 в водных растворах происходит агрегация КТ, которая приводит к уменьшению эффективности переноса энергии от КТ к молекулам хлорина е6.
Показано, что в плазме крови человека комплексы анионных квантовых точек CdTe с молекулами Al(OH)-сульфофталоцианина стабильны и сохраняют свои фотолюминесцентные свойства.
Получено двукратное увеличение фотодинамического эффекта в живых клетках карциномы Эрлиха при использовании комплексов катионных ZnSe/ZnS квантовых точек с молекулами хлорина е6. Показано, что улучшение функциональности традиционного фотосенсибилизатора, хлорина е6, достигается за счет эффективного переноса энергии фотовозбуждения от квантовых точек к молекулам и увеличения эффективности внутриклеточного проникновения.