Photon statistics and power-law blinking of single semiconductor nanocrystals

Verberk, R. (2005)

Doctoral Thesis

Al voordat het grote publiek kennismaakte met nanotechnologie, besteedde de wetenschap aandacht aan steeds kleinere objecten. Sinds 15 jaar is het bijvoorbeeld mogelijk om met speciale microscopen naar individuele moleculen te kijken! Deze techniek hebben we nu gebruikt om halfgeleider nanokristallen te bestuderen. Halfgeleiders zijn materialen die worden gebruikt in computers. Afhankelijk van hun bewerking en toepassing kunnen zij stroom goed of slecht geleiden. Maar deze nanokristallen zijn zo klein, slechts 5 nanometer (1 miljoen nm = 1 mm) en dus veel kleiner dan de golflengte van licht, dat ze zich heel anders gedragen. Ze kunnen bijvoorbeeld licht absorberen en uitzenden (fluoresceren), maar omdat ze zo klein zijn altijd slechts __n lichtdeeltje (foton) tegelijk, net als een molecuul. Ook het ritme (de statistiek) waarmee dit gebeurt, is heel bijzonder en vergelijkbaar met de statistiek waarmee aardbevingen voorkomen. De pauze tussen het uitzenden van twee fotonen varieert bijvoorbeeld zo sterk, dat we de gemiddelde pauze niet kunnen uitrekenen! Dankzij diverse wiskundige trucs kunnen we dit ritme nu toch beschrijven. Deze wiskunde is ook handig om verschillende experimenten te kunnen vergelijken, zowel voor nanokristallen als voor moleculen. Vervolgens hebben we een model opgesteld dat beschrijft wat er in nanokristallen gebeurt, als een foton wordt geabsorbeerd of uitgezonden.

• Single molecule
• Nanocrystal
• Blinking
• Spectroscopy
• Microscope

• All authors: Verberk, R.
• Supervisor: Orrit, M.A.G.J.; Schmidt, J.
• Qualification: Doctor (dr.)
• Awarding Institution: Faculty of Science, Leiden University
• Date: 2005-04-06
• Sponsorship: FOM