Studier av Okuno och kollegor tyder på att nanokristaller är ansvariga för den röda fotoluminescensen i kisel -nanotrådar. Transmissionselektronmikroskopbilder visar en nanotråd av kisel (a), en zoom in på gränssnittet mellan kiselkristallin kärna (pil) och omgivande kiseloxid i mittdelen av nanotråden i (b) och en zoom in på den övre änden (c) och (d). Cirkeln i (c) visar ett exempel på kiselnanokristaller.
Kisel nanotrådar har en stor potential i framtidens högpresterande elektroniska, avkännings- och energiapparater. Röd fotoluminescens har rapporterats i kisel nanotrådar, men för många applikationer hämmar detta enhetens prestanda. Som Tsuyoshi Okuno från University of Electro-Communications och hans kollegor påpekar i en ny rapport, "Även om fotoluminescensmekanismen ofta diskuteras, tillståndet för utseendet och frånvaron av den röda fotoluminescensen rapporteras sällan. "
Okuno och hans kollegor tillverkade nanotrådarriser av kisel genom metallassisterad kemisk etsning, ett tillvägagångssätt som är enkelt och kostnadseffektivt. De deponerade metallnanopartiklar på en kiselskiva och etsade nanotrådar med vattenhaltig H2O2. Även om forskarna inte hade exakt kontroll över nanotrådsmorfologin, de observerade att högre koncentrationer av H2O2 ledde till tjockare nanotrådar. Fotoluminescensstudier avslöjade inte en koppling mellan fotoluminescens och nanotrådsdiameter eller enbart längd, men nanotrådar med lågt bildförhållande uppvisade röd fotoluminescens.
Ytterligare observationer av morfologin identifierade kiselnanokristaller vid nanotrådsändarna, vilket bekräftades av Raman-studier av enstaka nanotrådar. Dessa nanokristaller försvinner vid glödgning, liksom den röda fotoluminescensen.
Forskarna tillskriver den röda fotoluminescensen till defekttillstånd mellan nanokristaller och omgivande oxid, och excitoniska övergångar. Som forskarna drar slutsatsen i sin rapport, "Dessa resultat av Si nanowire -arrays tros vara användbara för framtida optoelektroniska och solcellstillämpningar."
