Size-controlled lead sulfide (PbS) quantum dots were synthesized by the typical hot injection method using oleic acid (OA) as the stabilizing agent. Subsequently, the ligand exchange reaction between OA and thioacetic acid (TAA) was employed to obtain TAA-capped PbS quantum dots (PbS-TAA QDs). The condensation reaction of the TAA ligands on the surfaces of the QDs enhanced the conductivity of the PbS-TAA QDs thin films by about 2-4 orders of magnitude, as compared with that of the PbS-OA QDs thin films. The electron transport mechanism of the PbS-TAA QDs thin films was investigated by current-voltage (I-V) measurements at different temperatures in the range of 293 K-473 K. We found that the charge transport was due to sequential tunneling of charge carriers via the QDs, resulting in the thermally activated hopping process of Arrhenius behavior.
Linear and nonlinear optical properties of CuCl nanocrystals in silica glass have been studied using low temperature absorption, degenerate four wave mixing (DFWM), and time-resolved photoluminescence spectroscopy. Assuming a spherical shape, effective radius of the CuCl quantum dots was estimated to be 2.5 nm, which is obtained from low temperature absorption data. The DFWM experiment was performed in 380-386 nm wavelength region, and the diffracted signal was measured as a function of wavelength with 1.0 nm interval. Time-resolved photoluminescence measurement was also carried out at 77 K to obtain the time response of CuCl nanocrystals. The experimental results on the large third order nonlinear optical of CuCl quantum dots are explained in terms of crystal size and oscillator strength of quantum spheres.
An efficient method for labeling individual proteins in live cells is required for investigations into biological mechanisms and cellular processes. Here we describe the preparation of small quantum dots (QDs) that target membrane surface proteins bearing a hexahistidine-tag ($His_6$-tag) via specific binding to an nitrilotriacetic acid complex of nickel(II) ($NTA{\cdot}Ni^{2+}$) on the QD surfaces. We showed that the $NTA{\cdot}Ni^{2+}$-QDs bound to His-tag functionalized beads as a cellular mimic with high specificity and that QDs successfully targeted $His_6$-tagged vesicle-associated membrane proteins (VMAP) on cell surfaces. This strategy provides an efficient approach to monitoring synaptic protein dynamics in spatially restricted and confined biological environments.
We have discovered that quercetin, once coated on the CdSe and CdSe-CdS quantum dots (QDs), becoming highly water soluble. In the present work, we have successfully synthesized CdSe/CdS/N-Acetyl-L-Cysteine(NAC)/Quercetin nano-composites in the aqueous solution. The products were characterized using UV-vis spectroscopy, X-ray powder diffraction, fluorescence spectroscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. The transmission electron microscopy (TEM) tests indicated that our nano-composite products are highly stable with homogeneous particle size and great monodispersity. Quercetin coated nano-composite CdSe/CdS/NAC/Quercetin showed different fluorescence behavior from that of CdSe/CdS/NAC. Most amazingly, the synthesized CdSe/CdS/NAC/Quercetin nano-composite exhibits strong antibacterial activity. The combination of the strong fluorescence and its antibacterial activity makes the quercetin modified quantum dots as a potential candidate for cancer targeted therapy and other cancer treatments.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2015.08a
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pp.191.2-191.2
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2015
Details of carrier dynamics in self-assembled quantum dots (QDs) with a particular attention to nonradiative processes are not only interesting for fundamental physics, but it is also relevant to performance of optoelectronic devices and the exploitation of nanocrystals in practical applications. In general, the possible processes in such systems can be considered as radiative relaxation, carrier transfer between dots of different dimensions, Auger nonradiactive scattering, thermal escape from the dot, and trapping in surface and/or defects states. Authors of recent studies have proposed a mechanism for the carrier dynamics of time-resolved photoluminescence CdTe (a type II-VI QDs) systems. This mechanism involves the activation of phonons mediated by electron-phonon interactions. Confinement of both electrons and holes is strongly dependent on the thermal escape process, which can include multi-longitudinal optical phonon absorption resulting from carriers trapped in QD surface defects. Furthermore, the discrete quantized energies in the QD density of states (1S, 2S, 1P, etc.) arise mainly from ${\delta}$-functions in the QDs, which are related to different orbitals. Multiple discrete transitions between well separated energy states may play a critical role in carrier dynamics at low temperature when the thermal escape processes is not available. The decay time in QD structures slightly increases with temperature due to the redistribution of the QDs into discrete levels. Among II-VI QDs, wide-gap CdZnTe QD structures characterized by large excitonic binding energies are of great interest because of their potential use in optoelectronic devices that operate in the green spectral range. Furthermore, CdZnTe layers have emerged as excellent candidates for possible fabrication of ferroelectric non-volatile flash memory. In this study, we investigated the optical properties of CdZnTe/ZnTe QDs on Si substrate grown using molecular beam epitaxy. Time-resolved and temperature-dependent PL measurements were carried out in order to investigate the temperature-dependent carrier dynamics and the activation energy of CdZnTe/ZnTe QDs on Si substrate.
Kim, Hong Hee;Son, Dong Ick;Hwang, Do-Kyeong;Choi, Won Kook
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.02a
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pp.627-627
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2013
Recently, most studies concerning inorganic CdSe/ZnS quantum dot (QD)-polymer hybrid LEDs have been concentrated on the structure with multiple layers [1,2]. The QD LEDs used almost CdSe materials for color reproduction such as blue, green and red from the light source until current. However, since Cd is one of six substances banned by the Restriction on Hazardous Substances (RoHS) directive and classified into a hazardous substance for utilization and commercialization as well as for use in life, it was reported that the use of CdSe is not suitable to fabricate a photoelectronic device. In this work, we demonstrate a novel, simple and facile technique for the synthesis of ZnO-graphene quasi-core.shell quantum dots utilizing graphene nanodot in order to overcome Cd material including RoHS materials. Also, We investigate the optical and structural properties of the quantum dots using a number of techniques. In result, At the applied bias 10 V, the device produced bluish-white color of the maximum brightness 1118 cd/$m^2$ with CIE coordinates (0.31, 0.26) at the bias 10 V.
Park, Hong-Kyu;Kim, Jeong-Hoi;Jung, Eun-A;Han, Hae-Wook;Choi, Won-Jun;Lee, Jung-Il;Song, Jin-Dong
Proceedings of the IEEK Conference
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2006.06a
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pp.517-518
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2006
Optically pumped THz emission has been observed in a wide range of semiconductors, and this process is an important practical source of pulsed THz radiation for time-domain THz spectroscopy and THz imaging. We show that InAs quantum dots on GaAs can be used to significantly enhance THz emission compared with a bare GaAs surface.
In this study, the effect of the processing parameters in PVD process on the size and the distribution of deposited Si quantum dots was quantitatively investigated by computational simulation utilizing Monte Carlo method. The processing parameters, substrate temperature, deposition time, gas pressure and target-substrate distance were selected as variables since those parameters are often selected as variables in PVD experiments. It is predicted that the density of $1{\times}10^{12}cm^{-2}$ Si quantum dots can be deposited on the substrate when the deposition rate is 0.05 nm/sec at the substrate temperature of 490${\circ}$, deposition time of 7 sec, gas pressure of 3 mTorr and target-substrate distance of 8 cm.
Quantum computing is regarded as one of the revolutionary computing technologies, and has attracted considerable attention in various fields, such as finance, chemistry, and medicine. One of the promising candidates to realize fault tolerant quantum computing is quantum dot qubits, due to their expectation of high scalability. In this study, we briefly introduce the international tendencies for quantum dot quantum computing. First, the current status of quantum dot gate operations is summarized. In most systems, over 99% of single qubit gate operation is realized, and controlled-not and controlled-phase gates as 2-qubit entangling gates are demonstrated in quantum dots. Second, several approaches to expand the number of qubits are introduced, such as 1D and 2D arrays and long-range interaction. Finally, the current quantum dot systems are evaluated for conducting quantum computing in terms of their number of qubits and gate accuracies. Quantum dot quantum computing is expected to implement scalable quantum computing. In the noisy intermediate-scale quantum era, quantum computing will expand its applications, enabling upcoming questions such as a fault-tolerant quantum computing architecture and error correction scheme to be addressed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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