半導体ナノ結晶の粒径とバンドエネルギーの関係

オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）のJasieniakらは、 ACシリーズを用いて量子ドット材料のバンドエネルギーを測定した結果をアメリカ化学誌（ACS Nano）に論文報告した例があります^[1]。
バンドエネルギー測定にはUPS法^[2]やCV法^[3]またはPYSA法が用いられます。 UPS法は強い照射光のエネルギーでサンプルがダメージを受ける恐れがあります。 CV法は溶液や電極の選定により精確な値が得られない恐れがあります。PYSA法^[4]は簡単な操作で精確な値が得られます。 Jasieniakらは異なる粒子径のCdSe、CdTe、PbS、PbSeの価電子帯上端エネルギー（E_vb）をAC-2(PYSA法)で測定し、 光の吸収ピークより見積もったバンドギャップエネルギーとE_vbより伝導帯下端エネルギー（E_cb^opt）を見積り、バンドエネルギーの粒子径依存性を明らかにしました。

CdSeナノ結晶の粒径とバンドエネルギーとの関係図（本文のデータより作成^[1]）

E_vb : AC-2で測定した価電子帯最上端エネルギー E_cb^opt : E_vbと光吸収ピークから求めた伝導体最下端エネルギー

[1] Jasieniak et al., ACS Nano, 2011, 5, 7, 5888-5902
[2] UPS法 (Urutra-Vioret ray Photoelectron Spectroscopy);物質に紫外線(21eV)を照射したときに放出される光電子を計数する方法。
[3] CV法 (Cyclic Vootammetory); 電気化学的測定方法
[4] PYSA法 (Photoemission Yield Spectroscopy in Air); 大気中で物質に分光された低エネルギー( ~7eV)の紫外線を照射したときに放出される光電子を計数する方法。PESA (Photo-Electron Spectroscopy in Air)とも呼ばれる。