Resonant energioverførsel fra kvantepunkter til grafen

Halvlederkvantumpunkter (QD'er) er halvledere i nanoskala, der udviser størrelsesafhængige fysiske egenskaber. For eksempel, farven (bølgelængden) på lys, som de absorberer, ændres dramatisk, når diameteren falder. Grafen er et atomisk tykt ark af kulstofatomer, arrangeret i et sekskantet gittermønster. I dette arbejde, QD'er er blevet kombineret med grafen for at udvikle fotoniske enheder i nanoskala, der dramatisk kan forbedre vores evne til at detektere lys.

Kvantepunkter kan absorbere lys og overføre det til grafen, men effektiviteten af ​​overførslen afhænger af, hvor langt QD'erne og grafenen er adskilt fra hinanden. Denne undersøgelse viste, at tykkelsen af ​​det organiske molekyllag, der typisk omgiver QD'erne, er afgørende for at opnå tilstrækkelig høj effektivitet af denne lys/energioverførsel til grafen. I andre værker, jo tyndere det organiske lag, des bedre.

Denne overførsel kan optimeres yderligere ved at konstruere grænsefladen mellem de to nanomaterialer, specifikt optimering af tykkelsen af ​​de organiske capping -molekyler på kvantepunkterne. På baggrund af dette arbejde, yderligere forbedring af ydeevnen for disse nano-fotoniske enheder kan forventes.

Kommercielle cadmiumselenid (CdSe) kvanteprikker har lange isolerende organiske ligander, der forhindrer deres udnyttelse i energi- og ladningsoverførselsanvendelser, hvor korte afstande mellem QD'erne og andre materialer er kritiske. Kort, klorligander, der passiverede CdSe QD'er, er et spændende alternativt materiale for at forbedre interaktionen med materialer, i hvilke ladningsbærere, såsom elektroner, nemt kan udføre.

Grafen er sådan et materiale. Kombinationen af ​​CdSe kvanteprikker og grafen kunne holde nøglen til udvikling og implementering af nanoskala materialesystemer i fleksibel elektronik og fotodetektorer.

Hvad er detaljerne?

-CFN-muligheder:Advanced Optical Microscopy Facility målte den tidsopløste fotoluminescens fra isolerede CdSe-kvantepunkter deponeret på grafen.

- Teamet opdagede, at kort, kloridbegrænsede CdSe-kvantepunkter, deponeret på kemisk-damp-deponeret, monolaglag grafen, udviste meget effektiv energioverførsel til grafen med en 4x observeret reduktion i den excitoniske levetid. Dette viste signifikant nærfeltskobling mellem kvanteprikker og grafen.