俄罗斯发现的量子点发光强度倍增法

2020-11-27 10:37   来源: 互联网    阅读次数:4127

俄罗斯国立核研究大学的科学家在一个国际科学小组的支持下,发现了将量子点的发光强度提高一倍的方法。研究人员相信,这些发现将大大提高在显示器和光学量子信息技术中使用量子点的吸引力。这些发现最近发表在物理化学快包上。


光致发光量子点广泛应用于LED和显示器制造领域,也是量子信息技术领域量子发射器的基础。美国国立核研究大学(National University Of Nuclear Studies)研究员、这项研究的主要作者维克多·克里(Viktor Kerry)表示,这种效应是在薄膜混合物中等离子体-激子耦合的研究中发现的。


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现有的增强量子点发光强度的方法,即Purcell效应和等离子体激子诱导吸收增强效应,在实践中都有明显的局限性。


Purcell效应是加速微纳米谐振器(包括等离子体激子谐振器)中量子点的辐射弛豫过程,从而提高光致发光的辐射几率和量子产额(激发量子转化为辐射光子的效率),但量子产率不能超过100%,因此无法利用这一效应来提高初始高量子产率的量子点的发光强度。


等离子体激子诱导的吸收增强效应与表面等离子体激子纳米附近局部电磁场的增强有关。与等离子体激子不存在或不受激发的情况相比,紧密间隔的量子点吸收跃迁的概率较高,因此每单位时间激发更多的量子点。然而,这种效应伴随着等离子体激子引起的能量转移,导致量子产率大幅度下降,因此不可能通过增强吸收来提高量子点的发光强度。


为了克服这些限制,俄罗斯国立核研究大学纳米生物工程实验室和混合光子纳米材料实验室的工作人员创造了一种薄膜混合物,由聚合物基体上的一层量子点组成,上面覆盖着一层等离子体银纳米粒子。选择等离子体纳米粒子的形状和类型可以为同时实现Purcell效应和等离子体诱导吸收增强效应创造条件。


ViktorClifenkov说:"这两种效果的结合已经证明克服了每种效应的局限性。吸收增强,但量子产率没有降低。此外,这两种效应的协同效应增加了量子点的发光强度,包括量子产率高的量子点(明亮的、辐照过的量子点)和最初不辐射的量子点。


据报道,来自法国尚佩涅大学--阿登·兰斯大学、西班牙材料物理中心和西班牙巴斯克大学的研究人员与俄罗斯国立核研究大学的科学家一起参与了这项研究。未来,该研究小组计划继续研究新的混合等离子体--基于半导体和金属纳米粒子的激子量子发射体。这些研究将创造出更高效、更稳定的量子发射体,以促进量子信息技术的发展。

责任编辑:无量渡口
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