Figur 1. Fotografier (överst) och emissionsspektra (nederst) av kiselkvantprickar suspenderade i metanol. Emissionsspektra skiftar gradvis från nära-infrarött till rött med minskande partikelstorlek, vilket uppnås helt enkelt genom att glödga det färdiga materialet vid olika temperaturer. Kredit:American Chemical Society.
1990, forskare rapporterade att nanostrukturerat kisel kan avge synligt ljus. Denna rapport öppnade en ny gräns för fotoelektronik inom informationsteknologi, kallas "kiselfotonik". Vidare, den kontinuerliga inställningen av elektromagnetisk emission från nära-UV till nära-infraröda våglängder har uppnåtts genom att kontrollera kiselnanostrukturer.
Kvantutbytet (QY) av denna strålning kan överstiga 70 %, och användningen av kisel som emitterande material är fördelaktigt på grund av dess överflöd och låga toxicitet för människokroppen och miljön.
Dessa fördelar har förväntats stimulera användningen av luminescerande kisel inom olika områden; dock, kommersiella tillämpningar saknas fortfarande.
I det här pappret, Ghosh och Shirahata fokuserar på nanopartiklar av kisel med hög QY. Den sammanfattar särdragen med deras utsläpp, vilket beror på beredningsmetod och ytkemi.
Särskilt, det finns två spektralområden åtskilda av grönt ljus, som inte kan täckas smidigt med en enda syntesmetod. Denna gröna gräns diskuteras för att ge en bättre förståelse för utsläppsmekanismerna.
Dessa mekanismer sammanfattas för att fastställa framtida utmaningar i industriell användning av kiselbaserade ljusstrålare. Författarna tror att kiselnanofotonik fortfarande är i sin linda.
De förutspår att med högkvalitativa material med snäv storleksfördelning och kontrollerad ytkemi i handen, nya fotoniska strukturer kommer att realiseras inom en snar framtid, inklusive biomedicinsk avbildningsutrustning, optiska förstärkare, sensorer, högeffektiva lysdioder, och möjligen en kiselbaserad laser.
