Synthesis and characterization of highly luminescent ZnS-passivated CdS:Mn (CdS:Mn/ZnS) core/shell structured nanocrystals are reported. Mn-doped CdS core nanocrystals are produced ranging from 1.5 to 2.3 nm in diameter with epitaxial ZnS shell of wider band gap via a reverse micelle process. UV irradiation-stimulated photo-oxidation of the ZnS shell results in formation of sulfate (ZnSO4) as determined by x-ray photoelectron spectroscopy, which increases the photoluminescence emission intensity and subsequent photostability. Luminescent relaxation lifetime data present two different decay components, consisting of slow decay emission from the Mn center and a fast decay emission from a defect-related center. The impact of the density of surface defect states upon the emission spectra is discussed.

1.
J. F.
Suyver
,
S. F.
Wuister
,
J. J.
Kelly
, and
A.
Meijerink
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
2
,
5445
(
2000
).
2.
C. M.
Jin
,
J. Q.
Yu
,
L. D.
Sun
,
K.
Dou
,
S. G.
Hou
,
J. L.
Zhao
,
Y. M.
Chen
, and
S. H.
Huang
,
J. Lumin.
66-7
,
315
(
1995
).
3.
M.
Behboudnia
and
P.
Sen
,
Phys. Rev. B
63
,
035316
(
2001
).
4.
L. D.
Sun
,
C. H.
Yan
,
C. H.
Liu
,
C. S.
Liao
,
D.
Li
, and
J. Q.
Yu
,
J. Alloys Compd.
277
,
234
(
1998
).
5.
R.
Schmechel
,
H.
Winkler
,
X. M.
Li
et al.,
Scr. Mater.
44
,
1213
(
2001
).
6.
A. A.
Bol
,
R.
van Beek
,
J.
Ferwerda
, and
A.
Meijerink
,
J. Phys. Chem. Solids
64
,
247
(
2003
).
7.
X. G.
Peng
,
M. C.
Schlamp
,
A. V.
Kadavanich
, and
A. P.
Alivisatos
,
J. Am. Chem. Soc.
119
,
7019
(
1997
).
8.
M. A.
Hines
and
P.
GnyotSionnest
,
J. Phys. Chem.
100
,
468
(
1996
).
9.
B. O.
Dabbousi
,
J.
RodriguezViejo
,
F. V.
Mikulec
,
J. R.
Heine
,
H.
Mattoussi
,
R.
Ober
,
K. F.
Jensen
, and
M. G.
Bawendi
,
J. Phys. Chem. B
101
,
9463
(
1997
).
10.
M.
Bruchez
,
M.
Moronne
,
P.
Gin
,
S.
Weiss
, and
A. P.
Alivisatos
,
Science
281
,
2013
(
1998
).
11.
W. C. W.
Chan
and
S. M.
Nie
,
Science
281
,
2016
(
1998
).
12.
J. K.
Jaiswal
,
H.
Mattoussi
,
J. M.
Mauro
, and
S. M.
Simon
,
Nat. Biotechnol.
21
,
47
(
2003
).
13.
B.
Dubertret
,
P.
Skourides
,
D. J.
Norris
,
V.
Noireaux
,
A. H.
Brivanlou
, and
A.
Libchaber
,
Science
298
,
1759
(
2002
).
14.
D. J.
Norris
,
N.
Yao
,
F. T.
Charnock
, and
T. A.
Kennedy
,
Nano Lett.
1
,
3
(
2001
).
15.
A. R.
Kortan
,
R.
Hull
,
R. L.
Opila
,
M. G.
Bawendi
,
M. L.
Steigerwald
,
P. J.
Carroll
, and
L. E.
Brus
,
J. Am. Chem. Soc.
112
,
1327
(
1990
).
16.
C. F.
Hoener
,
K. A.
Allan
,
A. J.
Bard
,
A.
Campion
,
M. A.
Fox
,
T. E.
Mallouk
,
S. E.
Webber
, and
J. M.
White
,
J. Phys. Chem.
96
,
3812
(
1992
).
17.
H.
Yang
and
P. H.
Holloway
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
1965
(
2003
).
18.
A. A.
Bol
and
A.
Meijerink
,
J. Phys. Chem. B
105
,
10203
(
2001
).
19.
D.
Gallagher
,
W. E.
Heady
,
J. M.
Racz
, and
R. N.
Bhargava
,
J. Mater. Res.
10
,
870
(
1995
).
20.
S. R.
Cordero
,
P. J.
Carson
,
R. A.
Estabrook
,
G. F.
Strouse
, and
S. K.
Buratto
,
J. Phys. Chem. B
104
,
12137
(
2000
).
21.
M.
Jones
,
J.
Nedeljkovic
,
R. J.
Ellingson
,
A. J.
Nozik
, and
G.
Rumbles
,
J. Phys. Chem. B
107
,
11346
(
2003
).
22.
L.
Manna
,
E. C.
Scher
,
L. S.
Li
, and
A. P.
Alivisatos
,
J. Am. Chem. Soc.
124
,
7136
(
2002
).
23.
R. N.
Bhargava
,
D.
Gallagher
,
X.
Hong
, and
A.
Nurmikko
,
Phys. Rev. Lett.
72
,
416
(
1994
).
24.
B. A.
Smith
,
J. Z.
Zhang
,
A.
Joly
, and
J.
Liu
,
Phys. Rev. B
62
,
2021
(
2000
).
25.
A. A.
Bol
and
A.
Meijerink
,
Phys. Rev. B
58
,
R15997
(
1998
).
26.
H.
Yang
and
P. H.
Holloway
,
Adv. Funct. Mater.
14
,
152
(
2004
).
27.
Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS), International Center for Diffraction Data (ICDD), Swarthmore, PA.
28.
H.
Yang
,
P. H.
Holloway
, and
B. B.
Ratna
,
J. Appl. Phys.
93
,
586
(
2003
).
29.
L.
Levy
,
D.
Ingert
,
N.
Feltin
, and
M. P.
Pileni
,
J. Cryst. Growth
185
,
377
(
1998
).
30.
L. D.
Sun
,
X. F.
Fu
,
M. W.
Wang
,
C. H.
Liu
,
C. S.
Liao
, and
C. H.
Yan
,
J. Lumin.
87-9
,
538
(
2000
).
31.
S. M.
Liu
,
F. Q.
Liu
,
H. Q.
Guo
,
Z. H.
Zhang
, and
Z. G.
Wang
,
Solid State Commun.
115
,
615
(
2000
).
32.
National Institute of Standards and Technology (NIST), X-ray Photoelectron Spectroscopy Database 20, Ver. 3.3.
33.
D.
Meissner
,
C.
Benndorf
, and
R.
Memming
,
Appl. Surf. Sci.
27
,
423
(
1987
).
34.
D.
Meissner
,
R.
Memming
, and
B.
Kastening
,
J. Phys. Chem.
92
,
3476
(
1988
).
35.
D. E.
Dunstan
,
A.
Hagfeldt
,
M.
Almgren
,
H. O. G.
Siegbahn
, and
E.
Mukhtar
,
J. Phys. Chem.
94
,
6797
(
1990
).
36.
J. E. B.
Katari
,
V. L.
Colvin
, and
A. P.
Alivisatos
,
J. Phys. Chem.
98
,
4109
(
1994
).
37.
C.
Ehrlich
,
W.
Busse
,
H. E.
Gumlich
, and
D.
Tschierse
,
J. Cryst. Growth
72
,
371
(
1985
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.