Wydział EiP	Imię i nazwisko	Rok 2	Grupa	Zespół
	Temat: Nanomateriały	Nr ćwiczenia 8
Data wykonania 10.12.2011	Data oddania 24.01.2012	Zwrot do popr.	Data oddania	Data zaliczenia

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi zjawiskami związanymi z nanotechnologią i nanomateriałami na przykładzie badania zależności wielkości przerwy energetycznej półprzewodnika od średnicy cząstek metodą spektrofotometryczną.

2. Wykonanie ćwiczenia

Włączamy spektrofotometr i czekamy około 15 min w celu rozgrzania źródła promieniowania. Następnie wyjąć z lodówki kuwety zawierające zawiesiny kropek kwantowych CdSe. Na każdej z kuwet podane było położenie krawędzi absorpcji związane z wielkością kropek kwantowych w zawiesinie. Za pomocą pokrętła zmiany długości fali ustawiliśmy wartość 50 nm większą od krawędzi absorpcji pierwszej próbki kropek kwantowych CdSe. W spektrofotometrze w przedziałach dla próbek umieściliśmy czarny blok (wzorzec transmisji 0%) i kuwetę zawierającą badaną zawiesinę. Przeprowadziliśmy kalibrację transmisji spektrofotometru przy pomocy wzorca transmisji 0% i badanej zawiesiny. Następnie zmierzyliśmy zależność absorbancji od długości fali począwszy od długości fali o 50 nm większej od krawędzi absorpcji aż do długości fali o 50 nm mniejszej od krawędzi absorpcji, co 2 nm. Powtórzyliśmy pomiary dla kolejnych kropek kwantowych za każdym razem powtarzając kalibrację dla długości fali o 50 nm większej od krawędzi absorpcji.

3. Wyniki pomiarów

Seria I 520nm Seria II 560nm Seria III 480nm

Długość fali	Absorbancja	Długość fali	Absorbancja	Długość fali	Absorbancja
570	0,003	610	0	530	0,009
568	0,008	608	0,013	528	0,006
566	0,012	606	0,024	526	0,001
564	0,017	604	0,031	524	0,006
562	0,02	602	0,042	522	0,01
560	0,019	600	0,05	520	0,016
558	0,015	598	0,053	518	0,023
556	0,009	596	0,053	516	0,026
554	0	594	0,048	514	0,035
552	0,014	592	0,036	512	0,038
550	0,04	590	0,021	510	0,045
548	0,072	588	0,011	508	0,053
546	0,12	586	0,04	506	0,077
544	0,174	584	0,101	504	0,083
542	0,331	582	0,238	502	0,096
540	0,452	580	0,371	500	0,122
538	0,645	578	0,503	498	0,146
536	0,947	576	0,712	496	0,17
534	1,205	574	0,94	494	0,199
532	1,602	572	1,12	492	0,22
530	2,052	570	1,563	490	0,374
528	2,558	568	1,945	488	0,506
526	2,751	566	2,336	486	0,71
524	2,795	564	2,78	484	0,994
522	2,814	562	2,971	482	1,314
520	2,837	560	3	480	1,759
518	2,845	558	3	478	2,181
516	2,867	556	3	476	2,378
514	2,885	554	3	474	2,45
512	2,899	552	3	472	2,449
510	2,9	550	3	470	2,435
508	2,909	548	3	468	2,421
506	2,925	546	3	466	2,382
504	2,932	544	3	464	2,337
502	2,947	542	3	462	2,294
500	2,945	540	3	460	2,222
498	2,957	538	3	458	2,18
496	2,972	536	3	456	2,17
494	2,972	534	3	454	2,167
492	2,977	532	3	452	2,18
490	2,985	530	3	450	2,192
488	2,99	528	3	448	2,211
486	2,991	526	3	446	2,228
484	2,997	524	3	444	2,249
482	3	522	3	442	2,275
480	3	520	3	440	2,3
478	3	518	3	438	2,315
476	3	516	3	436	2,341
474	2,993	514	3	434	2,356
472	2,963	512	3	432	2,366
470	2,905	510	3	430	2,377

Seria IV 590nm Seria V 610nm Seria VI 630nm

Długość fali	Absorbancja	Długość fali	Absorbancja	Długość fali	Absorbancja
640	0,004	660	0,001	690	0,001
638	0,025	658	0,001	688	0,025
636	0,068	656	0,006	686	0,032
634	0,123	654	0,011	684	0,052
632	0,301	652	0,018	682	0,078
630	0,301	650	0,025	680	0,112
628	0	648	0,036	678	0,149
626	0	646	0,025	676	0,172
624	0	644	0,008	674	0,225
622	0	642	0,101	672	0,314
620	0	640	0,174	670	0,412
618	0	638	0,233	668	0,564
616	0	636	0,185	666	0,657
614	0	634	0,122	664	0,826
612	0	632	0,049	662	0,901
610	0	630	0,052	660	1,095
608	0	628	0,133	658	1,226
606	0	626	0,383	656	1,438
604	0	624	0,407	654	1,657
602	0	622	0,819	652	1,796
600	0	620	1,081	650	2,125
598	0	618	1,637	648	2,32
596	0	616	2,008	646	2,427
594	0	614	2,291	644	2,627
592	0	612	2,701	642	2,763
590	0,201	610	2,75	640	2,874
588	0,172	608	2,876	638	2,982
586	0,134	606	2,927	636	3
584	0,123	604	2,918	634	2,95
582	0,62	602	2,923	632	2,801
580	0,999	600	2,887	630	2,726
578	1,249	598	2,945	628	2,658
576	1,545	596	2,938	626	2,587
574	1,76	594	2,94	624	2,574
572	1,902	592	2,921	622	2,54
570	2,062	590	2,892	620	2,529
568	2,206	588	2,917	618	2,51
566	2,25	586	2,861	616	2,492
564	2,235	584	2,877	614	2,485
562	2,217	582	2,904	612	2,474
560	2,167	580	2,845	610	2,467
558	2,142	578	2,83	608	2,454
556	2,053	576	2,873	606	2,438
554	1,972	574	2,855	604	2,424
552	1,904	572	2,813	602	2,403
550	1,773	570	2,802	600	2,407
548	1,685	568	2,808	598	2,376
546	1,629	566	2,726	596	2,368
544	1,594	564	2,693	594	2,365
542	1,499	562	2,655	592	2,353
540	1,473	560	2,654	590	2,326

Rysunek . Widmo absorpcyjne

4.Opracowanie wyników

Długość fali odpowiadająca krawędzi absorpcji:

Seria I – 554nm

Seria II – 610nm

Seria III – 530nm

Seria IV – 628nm

Seria V – 660nm

Seria VI – 690nm

E = h $\frac{c}{\lambda}$ <- wzór na wielkość przerwy energetycznej kropek kwantowych

E₁=$\frac{6,626*10^{- 34}*0,3}{554}$=3,588*10⁻¹⁸

E₂=$\frac{6,626*10^{- 34}*0,3}{610}$=3,258*10⁻¹⁸

E₃=$\frac{6,626*10^{- 34}*0,3}{530}$=3,751*10⁻¹⁸

E₄=$\frac{6,626*10^{- 34}*0,3}{628}$=3,165*10⁻¹⁸

E₅=$\frac{6,626*10^{- 34}*0,3}{660}$=3,012*10⁻¹⁸

E₆=$\frac{6,626*10^{- 34}*0,3}{554}$=2,881*10⁻¹⁸

$$E_{g} = E_{g(bulk)} + \frac{h^{2}}{8m_{0}r^{2}}\left( \frac{1}{m_{e}} + \frac{1}{m_{h}} \right) - \frac{1,8e^{2}}{2\pi\varepsilon\varepsilon_{0}r}$$

r₁ = 17, 00907723*10⁻⁹

r₂ = 17, 92684765*10⁻⁹

r₃ = 16, 60485253*10⁻⁹

r₄ = 18, 21353555*10⁻⁹

r₅ = 18, 71666635*10⁻⁹

r₆ =  19,18227555*10⁻⁹