俄羅斯發現的量子點發光強度倍增法
俄羅斯國立核研究大學的科學家在一個國際科學小組的支持下,發現了將量子點的發光強度提高一倍的方法。研究人員相信,這些發現將大大提高在顯示器和光學量子信息技術中使用量子點的吸引力。這些發現最近發表在物理化學快包上。
光致發光量子點廣泛應用于LED和顯示器制造領域,也是量子信息技術領域量子發射器的基礎。美國國立核研究大學(National University Of Nuclear Studies)研究員、這項研究的主要作者維克多·克里(Viktor Kerry)表示,這種效應是在薄膜混合物中等離子體-激子耦合的研究中發現的。
現有的增強量子點發光強度的方法,即Purcell效應和等離子體激子誘導吸收增強效應,在實踐中都有明顯的局限性。
Purcell效應是加速微納米諧振器(包括等離子體激子諧振器)中量子點的輻射弛豫過程,從而提高光致發光的輻射幾率和量子產額(激發量子轉化為輻射光子的效率),但量子產率不能超過100%,因此無法利用這一效應來提高初始高量子產率的量子點的發光強度。
等離子體激子誘導的吸收增強效應與表面等離子體激子納米附近局部電磁場的增強有關。與等離子體激子不存在或不受激發的情況相比,緊密間隔的量子點吸收躍遷的概率較高,因此每單位時間激發更多的量子點。然而,這種效應伴隨著等離子體激子引起的能量轉移,導致量子產率大幅度下降,因此不可能通過增強吸收來提高量子點的發光強度。
為了克服這些限制,俄羅斯國立核研究大學納米生物工程實驗室和混合光子納米材料實驗室的工作人員創造了一種薄膜混合物,由聚合物基體上的一層量子點組成,上面覆蓋著一層等離子體銀納米粒子。選擇等離子體納米粒子的形狀和類型可以為同時實現Purcell效應和等離子體誘導吸收增強效應創造條件。
ViktorClifenkov說:"這兩種效果的結合已經證明克服了每種效應的局限性。吸收增強,但量子產率沒有降低。此外,這兩種效應的協同效應增加了量子點的發光強度,包括量子產率高的量子點(明亮的、輻照過的量子點)和最初不輻射的量子點。
據報道,來自法國尚佩涅大學--阿登·蘭斯大學、西班牙材料物理中心和西班牙巴斯克大學的研究人員與俄羅斯國立核研究大學的科學家一起參與了這項研究。未來,該研究小組計劃繼續研究新的混合等離子體--基于半導體和金屬納米粒子的激子量子發射體。這些研究將創造出更高效、更穩定的量子發射體,以促進量子信息技術的發展。