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Photoluminescence quantum yield and matrix-induced luminescence enhancement of colloidal quantum dots embedded in ionic crystals

  • The incorporation of colloidal quantum dots (QDs) into solid matrices, especially ionic salts, holds several advantages for industrial applications. Here, we demonstrated via absolute measurements of photoluminescence quantum yields (PL-QY) that the photoluminescence of aqueous CdTe QDs can be considerably increased upon incorporation into a salt matrix with a simple crystallization procedure. Enhancement factors of up to 2.8 and a PL-QY of 50 to 80%, both in NaCl crystals and incorporated in silicone matrices, were reached. The fact that the achievable PL enhancement factors depend strongly on PL-QY of the parent QDs can be described by the change of the dielectric surrounding and the passivation of the QD surface, modifying radiative and nonradiative rate constants. Time-resolved PL measurements revealed noncorrelating PL lifetimes and PL-QY, suggesting that weakly emissive QDs of the ensemble are more affected by the enhancement mechanism, thereby influencing PL-QY and PL lifetimeThe incorporation of colloidal quantum dots (QDs) into solid matrices, especially ionic salts, holds several advantages for industrial applications. Here, we demonstrated via absolute measurements of photoluminescence quantum yields (PL-QY) that the photoluminescence of aqueous CdTe QDs can be considerably increased upon incorporation into a salt matrix with a simple crystallization procedure. Enhancement factors of up to 2.8 and a PL-QY of 50 to 80%, both in NaCl crystals and incorporated in silicone matrices, were reached. The fact that the achievable PL enhancement factors depend strongly on PL-QY of the parent QDs can be described by the change of the dielectric surrounding and the passivation of the QD surface, modifying radiative and nonradiative rate constants. Time-resolved PL measurements revealed noncorrelating PL lifetimes and PL-QY, suggesting that weakly emissive QDs of the ensemble are more affected by the enhancement mechanism, thereby influencing PL-QY and PL lifetime in a different manner.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:M. Müller, Martin Kaiser, G.M. Stachowski, Ute Resch-GengerORCiD, N. Gaponik, A. Eychmüller
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Chemistry of materials
Jahr der Erstveröffentlichung:2014
Verlag:American Chemical Society
Verlagsort:Washington, DC
Jahrgang/Band:26
Ausgabe/Heft:10
Erste Seite:3231
Letzte Seite:3237
DOI:10.1021/cm5009043
ISSN:0897-4756
ISSN:1520-5002
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.02.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:17.07.2014
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