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意図的に「押しつぶされた」QDから得られるより安定した光

February, 22, 2019, Los Alamos--化学合成中に意図的に「押しつぶされた」コロイド状量子ドットは、安定した「明滅のない」発光のドットになる。これは、より複雑なプロセスで作られたドットによる光と同等である。押しつぶされたドットは、高安定強度、発光エネルギーのフラつきのない、狭スペクトル光を発光する。
 ロスアラモス国立研究所(Los Alamos National Laboratory)の新しい研究は、歪コロイド量子ドットが、現在利用されているナノスケール光源の実行可能な代替となることを示唆しており、また光「量子」回路、超高感度センサや医療診断用の単一粒子、ナノスケール光源として研究に値することを示している。
 「従来通りに作製された量子ドットに対して性能が大幅に改善されただけでなく、これら新しい歪ドットは、その発光色の操作、異例の狭「サブサーマル」線幅との組合せで前例のない柔軟性を示している」とプロジェクトリーダー、Victor Klimovは話している。「押しつぶされたドットは、実質的にどんな基板、埋込媒体、様々な化学的、生物学的環境への適合性を示している」。
 新しいコロイド処理技術により、ほぼ100%発光量子収率の量子ドットエミッタを実質的に準備することが可能になる。これは、広範な可視、赤外およびUV波長で示されている。このような進歩は様々な発光技術で利用され、量子ドットディスプレイやTVsの商用化成功につながる。
 次の未開拓研究分野は、単一粒子、ナノスケール光源としてのコロイド量子ドットの研究である。そのような未来の「シングルドット」技術は、極めて安定した、明滅のないスペクトル特性の粒子を必要とする。先頃、特別に厚い外層によって小さな発光コアを保護することで発光強度のランダム変動除去において大きな前進があった。しかし、このような厚い殻構造は、発光スペクトルの強いフラつきを示す。
 Nature Materialsに発表された新しい研究で、ロスアラモスの研究者は、新しい方法「歪エンジニアリング」を適用することでシングルドット発光におけるスペクトルフラつきをほぼ完全に抑圧できることを実証した。このアプローチの決め手は、コア/殻モチーフに2つの半導体と方向性非対称格子ミスマッチを統合することである、これは発光コアの異方性圧縮となる。
 これは、量子ドットの電子状態の構造を変更し、これによってその発光特性が変わる。これらの変化の一つの意味は、発光「励起子」状態の局所電荷中和域実現である。これは、格子振動と変動静電環境への結びつきを著しく低下させ、発光スペクトルの変動抑圧の決め手になる。変更電子構造の別の利点は、発光線幅の飛躍的な狭帯化である。これは室温熱エネルギーよりも小さくなる。
(詳細は、http://www.lanl.gov)