Mavi kayma, yarıiletkenlerde gözlenen, partikül boyutunun
küçülmesiyle optik absorpsiyon kenarının (absorpsiyon edge) yüksek frekans
aralığına kaymasıdır.
Etkinin nedeni, bir yarıiletken kristalin boyut kçülmesi
band gap genişlemesiyle birlikte olmasıdır. Dolayısıyla, elektronları valens
bandından iletim bandına uyarmak için daha yüksek absorplanmış kuantum enerjisi
gerekir ve bu absorpsiyon kenar kayması ile sonuçlanır.
Mavi kayma etkisini açıklayan birkaç model vardır. İlk model
gözenekli (poröz) bir cam yüzey üzerinde sentezlenen CuCl2
nanopartiküllerde gözlenen mavi kaymadır. Model, bir kuantum kuyusunda
partiküller olarak foton absorpsiyonu tarafından üretilen yük taşıyıcıları
(elektronlar ve boşluklar) açıklar. Böyle bir kuantum kuyusunun boyutu, bir
nanopartikülün boyutuna karşılık gelir.
Nanopartikül boyutunun etkisi, ters proseste de gözlenir; yani,
dalga boyu partikül boyutuna bağlı olan quanta (lüminesans) emisyonuyla
elektron-hole rekombinasyonunda gözlemlenir. Mavi kayma etkisi, kristal boyutu kütle
(bulk) yarıiletkende (2-30 nm) eksiton yarıçapına yakın değerlere düştüğünde gözlemlenir;
bu partiküllere "kuantum noktalar" denir.
Nanopartiküller oluşan bant yapısından, partikül boyutunun
düşmesiyle absorpsiyon-kenarının asorpsiyon pikine dönüşmesine neden olan
farklı elektronik seviyelerine (Şekil) geçiş yapabilir.
Şekil: (a) Masif bir yarıiletkenin katı-hal nanopartiküllere
dönüşümü sırasında band gap (aralık) genişlemesinin enerji diyagramı (b) CdS
nanopartiküller UV ve görünür absorbsiyon spektrumları; kolloid partiküller
küçüldükçe absorbsiyon band kenarı mavi kayma meydana gelir
