Mere stabilt lys kommer fra bevidst pressede kvantepunkter

Bevidst "squashing" af kolloidale kvantepunkter under kemisk syntese skaber prikker, der er i stand til at stabilisere, "blinkfrit" lysemission, der fuldt ud kan sammenlignes med lyset fra prikker fremstillet med mere komplekse processer. De klemte prikker udsender spektralt smalt lys med en meget stabil intensitet og en ikke-svingende emissionsenergi. Ny forskning ved Los Alamos National Laboratory tyder på, at de anstrengte kolloidale kvantepunkter repræsenterer et levedygtigt alternativ til i øjeblikket anvendte nanoskala lyskilder, og de fortjener udforskning som enkeltpartikel, nanoskala lyskilder til optiske "kvante" kredsløb, ultrasensitive sensorer, og medicinsk diagnostik.

"Udover at udvise stærkt forbedret ydeevne i forhold til traditionelt producerede kvantepunkter, disse nye anstrengte prikker kunne tilbyde en hidtil uset fleksibilitet til at manipulere deres emissionsfarve, i kombination med det usædvanligt smalle, 'subthermal' linewidth, "sagde Victor Klimov, lede Los Alamos -forsker på projektet. "De pressede prikker viser også kompatibilitet med stort set ethvert substrat eller indlejringsmedium samt forskellige kemiske og biologiske miljøer."

De nye kolloidale behandlingsteknikker gør det muligt at forberede praktisk talt ideelle quantum-dot emittere med næsten 100 procent emissionskvantumudbytter vist for en lang række synlige, infrarøde og ultraviolette bølgelængder. Disse fremskridt er blevet udnyttet inden for en række forskellige lysemissionsteknologier, resulteret i en vellykket kommercialisering af quantum-dot-skærme og tv-apparater.

Den næste grænse er udforskning af kolloide kvantepunkter som enkeltpartikler, nanoskala lyskilder. Sådanne fremtidige "single-dot" teknologier ville kræve partikler med meget stabil, ikke -svingende spektrale egenskaber. For nylig, der har været betydelige fremskridt med at eliminere tilfældige variationer i emissionsintensitet ved at beskytte en lille udsendende kerne med et særligt tykt ydre lag. Imidlertid, disse tykskalstrukturer udviser stadig stærke udsving i emissionsspektre.

I en ny publikation i tidsskriftet Naturmaterialer , Los Alamos-forskere demonstrerede, at spektrale udsving i enkeltpunktsemission næsten kan undertrykkes fuldstændigt ved at anvende en ny metode til "stamteknik". Nøglen i denne tilgang er at kombinere to halvledere i et kerne-/skalmotiv med retningsbestemt asymmetrisk gitterfejl, hvilket resulterer i anisotrop komprimering af den emitterende kerne.

Dette ændrer strukturen i elektroniske tilstande i en kvantepunkt og dermed dets lysemitterende egenskaber. En implikation af disse ændringer er realiseringen af ​​regimet for lokal ladningsneutralitet i den emitterende "exciton" -stat, hvilket i høj grad reducerer dets kobling til gittervibrationer og svingende elektrostatiske omgivelser, nøglen til at undertrykke udsving i det udsendte spektrum. En yderligere fordel ved de modificerede elektroniske strukturer er dramatisk indsnævring af emissionslinjebredden, som bliver mindre end rumtemperaturen termisk energi.