Ett internationellt team av forskare under ledning av ryska forskare har utvecklat en ny metod för att använda kiselnanopartiklar istället för dyra halvledarmaterial för vissa typer av skärmar och andra optoelektroniska enheter.
Lomonosov MSU -fysiker hittade ett sätt att "tvinga" kiselnanopartiklar att lysa som svar på strålning tillräckligt starkt för att ersätta dyra halvledare som används i displaybranschen. Enligt Maxim Shcherbakov, forskare vid Institutionen för kvantelektronik vid Moskvas statsuniversitet och en av författarna till studien, metoden förbättrar avsevärt effektiviteten för nanopartikelfotoluminescens.
Nyckeln till tekniken är fotoluminescens - processen genom vilken material bestrålade av synlig eller ultraviolett strålning svarar med sitt eget ljus, men i ett annat spektralområde. I studien, materialet lyser rött.
I några moderna skärmar, halvledarnanopartiklar, eller så kallade kvantprickar, används. I kvantpunkter, elektroner beter sig helt till skillnad från de i bulk halvledaren, och det har länge varit känt att kvantprickar har utmärkta självlysande egenskaper. I dag, för kvantpunkt-baserade skärmar, dyra och giftiga material används; därför, forskare har undersökt användningen av kisel, som är billigare och väl förstådd. Den är lämplig för sådan användning i alla avseenden utom en - kiselnanopartiklar reagerar svagt på strålning, som inte är tilltalande för optoelektronisk industri.
Forskare över hela världen har försökt lösa detta problem sedan början av 1990 -talet, men tills nu, ingen betydande framgång har uppnåtts. Genombrottstanken om hur man "tämjer" kisel har sitt ursprung i Sverige, vid Royal Institute of Technology, Kista. En postdoktoral forskare vid namn Sergey Dyakov, en examen vid MSU -fakulteten för fysik och den första författaren till uppsatsen, föreslog att man placerade en rad kiselnanopartiklar i en matris med ett icke-homogent dielektriskt medium och täckte det med gyllene nanostriper.
"Miljöens heterogenitet, som tidigare visats i andra experiment, gör det möjligt att öka fotoluminescensen av kisel med flera storleksordningar på grund av den så kallade kvantbegränsningen, "säger Maxim Shcherbakov." Men effektiviteten i ljusinteraktionen med nanokristaller är fortfarande otillräcklig. Det har föreslagits att öka effektiviteten genom att använda plasmoner (kvasipartikel som uppstår från fluktuationer i elektrongasen i metaller - ed). Ett plasmongitter som bildas av guld nanostrimmor 'höll' ljus på nanoskala, och möjliggjorde en mer effektiv interaktion med nanopartiklar i närheten, att öka sin luminescens. "
MSU-experimenten med prover av en "guldpläterad" matris med kiselnanopartiklar bekräftade briljant de teoretiska förutsägelserna-UV-bestrålat kisel lyste tillräckligt starkt för att kunna användas i praktiken.
