更稳定的光线来自故意“压扁”的量子点

在化学合成期间有意地“挤压”胶体量子点产生能够稳定,“无眨眼”光发射的点,其与由更复杂的工艺制成的点产生的光完全相当。压扁的点发出光谱窄的光,具有高度稳定的强度和非波动的发射能量。洛斯阿拉莫斯国家实验室的新研究表明,应变胶体量子点代表了目前使用的纳米级光源的可行替代方案,它们值得探索作为光学“量子”电路,超灵敏传感器和医疗诊断的单粒子纳米级光源。 。

“除了表现出比传统生产的量子点大大改善的性能外,这些新的应变点可以提供前所未有的灵活性,可以控制它们的发光颜色,结合异常狭窄的”低温“线宽,”洛斯阿拉莫斯首席研究员Victor Klimov说道。该项目。“压扁点也显示出与几乎任何基材或嵌入介质以及各种化学和生物环境的兼容性。”

新的胶体加工技术可以制备几乎理想的量子点发射器,其发射量子产率接近100%,适用于各种可见光,红外和紫外波长。这些进步已经在各种发光技术中得到利用,从而使量子点显示器和电视机成功商业化。

下一个前沿是探索胶体量子点作为单粒子纳米级光源。这种未来的“单点”技术将需要具有高度稳定,非波动的光谱特性的粒子。最近,通过保护具有特别厚的外层的小发射芯,在消除发射强度的随机变化方面取得了相当大的进展。然而,这些厚壳结构仍然表现出强烈的发射光谱波动。

在“自然材料”杂志的一篇新刊物中,洛斯阿拉莫斯研究人员证明,采用一种新的“应变工程”方法可以几乎完全抑制单点发射中的光谱波动。这种方法的关键是在核/壳基序中结合两个半导体和方向不对称的晶格失配,这导致发射核的各向异性压缩。

这改变了量子点的电子态的结构,从而改变了其发光性质。这些变化的一个含义是实现发射“激子”态的局部电荷中性状态,这极大地降低了它与晶格振动和波动静电环境的耦合,这是抑制发射光谱波动的关键。改进的电子结构的另一个好处是发射线宽度的显着变窄,其变得小于室温热能。