Nyligen, forskare under ledning av prof. XU Wen från Institute of Solid State Physics vid Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), tillsammans med sina medarbetare från Southwest University i Chongqing, tillämpade Terahertz tidsdomänspektroskopi (THz TDS) för att studera de optoelektroniska egenskaperna hos fluorescerande kolkvantprickar (FQCDs).

Kolkvantprickar (CQD) är en klass av nolldimensionella kolmaterial, som har väckt stor uppmärksamhet på grund av sina enastående optiska och optoelektroniska egenskaper. Det är ett miljövänligt material som lovar för realisering av fullfärgsbelysning och displayer, i vilket fall, FCQD:erna ska användas i fast tillstånd.

Den här gången, forskargruppen förberedde två typer av FCQD, som skulle kunna avge klarblått (B-CQDs) och rött (R-CQDs) ljus i lösningar under optisk excitation.

Efter att ha studerat THz optoelektroniska svar hos torra FCQD-partiklar med temperaturintervall från 80 till 280 K, de fann att R-CQDs betedde sig som en optisk isolator inom 0,2–1,2 THz intervall, medan B-CQDs upplevde isolator-till-halvledare-övergång med ökande THz-strålningsfrekvens och temperatur. Optisk konduktans och viktiga fysiska parametrar för FCQD:er kunde härledas från THz-transmittansspektra.

Dessa resultat förklarar mekanismen för detta fenomen och skulle leda till mer tillräcklig förståelse för de grundläggande fysiska egenskaperna hos FCQD.

Detta är första gången forskare tillämpade THz TDS för att undersöka torra CQD. Och ett intressant fenomen med isolator-till-halvledare-övergång i FCQDs i THz-bandbredd observerades experimentellt, vilket indikerar att CQD:erna kan användas för att realisera de avancerade THz optoelektroniska materialen och enheterna.