Vurdering af kvantepunktfotoemissioner

Nylig forskning fra Kumamoto University i Japan har afsløret, at polyoxometalater (POM'er), bruges typisk til katalyse, elektrokemi, og fotokemi, kan også bruges i en teknik til at analysere kvantepunkt (QD) fotoluminescens (PL) emissionsmekanismer.

Kvanteprikker (QD'er) er små, halvledende nanokrystaller eller partikler typisk mellem to til ti nanometer i størrelse. Opdaget for næsten 40 år siden, deres stærke fotoluminescerende egenskaber er en funktion af deres størrelse og form, hvilket gør dem anvendelige til optiske applikationer lige fra biobilleddannelse til lysemitterende dioder. Fremskridt inden for QD-forskning af høj kvalitet i de sidste ti år har produceret meget selvlysende, men noget ustabile QD'er, der også desværre, bruge giftige eller sjældne grundstoffer. Bestræbelser på at skabe stabile QD'er uden disse giftige eller dyre elementer har været en drivkraft i nyere forskning.

For at løse disse problemer, forskere har undersøgt, hvordan man ændrer størrelsen, morfologi, og PL af tindioxid (SnO ₂ ) at producere billigt, stabil, og ikke-toksiske kolloide halvleder nanokrystaller til forskellige anvendelser. Interessant nok, de optiske egenskaber af SnO ₂ har vist sig at være påvirket af defekter i både bulkmaterialet og QD'erne selv.

Forskere fra professor Kida's Chemical Engineering Laboratory ved Kumamoto University syntetiserede SnO ₂ QD'er ved hjælp af en væskefasemetode til at producere QD'er med forskellige morfologier. Størrelserne af QD'erne blev kontrolleret ved at ændre temperaturen under syntesen. Alle QD'erne producerede en blå PL, når de blev udsat for UV-lys (370 nm), og QD'erne på 2 nm i størrelse producerede den bedste intensitet. For at undersøge PL egenskaber og mekanismer relateret til defekter i de syntetiserede QD'er, forskerne brugte materialer (POM'er), der slukker florescens gennem ophidsede tilstandsreaktioner.

POM'er slukkede emissioner af SnO ₂ QD'er ved spidsintensiteter (401, 438, og 464 nm), men til forskernes overraskelse, en tidligere uset top ved 410 nm blev afsløret.

"Vi mener, at emissionen ved 410 nm er forårsaget af en massefejl, som ikke kan dækkes af POM'er, der forårsager det, der er kendt som strålingsrekombination - den spontane emission af en foton med en bølgelængde relateret til den frigivne energi, " sagde projektleder professor Tetsuya Kida. "Dette arbejde har vist, at vores teknik er effektiv til at analysere PL-emissionsmekanismer for QD'er. Vi tror, ​​det vil være meget gavnligt for fremtidig QD-forskning."