Emissionsejendommeligheder ved siliciumnanopartikler med højt kvanteudbytte

I 1990, forskere rapporterede, at nanostruktureret silicium kan udsende synligt lys. Denne rapport åbnede en ny grænse for fotoelektronik inden for informationsteknologi, kaldet "siliciumfotonik". Desuden, den kontinuerlige tuning af elektromagnetisk emission fra nær-UV til nær-infrarøde bølgelængder er opnået ved at kontrollere silicium nanostrukturer.

Kvanteudbyttet (QY) af denne stråling kan overstige 70 %, og anvendelsen af ​​silicium som emitterende materiale er fordelagtig på grund af dets overflod og lave toksicitet for den menneskelige krop og miljø.

Disse fordele er blevet forventet at stimulere brugen af ​​selvlysende silicium på forskellige områder; imidlertid, kommercielle applikationer mangler stadig.

I denne avis, Ghosh og Shirahata fokuserer på siliciumnanopartikler med høj QY. Det opsummerer de særlige forhold ved deres emission, hvilket afhænger af præparationsmetoden og overfladekemien.

I særdeleshed, der er to spektralområder adskilt af grønt lys, som ikke kan dækkes glat ved hjælp af en enkelt syntesetilgang. Denne grønne grænse diskuteres for at give en bedre forståelse af emissionsmekanismerne.

Disse mekanismer er opsummeret for at fastslå de fremtidige udfordringer i den industrielle brug af siliciumbaserede lysgivere. Forfatterne mener, at siliciumnanofotonik stadig er i sin vorden.

De forudsiger, at med materialer af høj kvalitet med snæver størrelsesfordeling og kontrolleret overfladekemi i hånden, nye fotoniske strukturer vil blive realiseret i den nærmeste fremtid, herunder biomedicinsk billeddannende udstyr, optiske forstærkere, sensorer, højeffektive LED'er, og muligvis en siliciumbaseret laser.