Ученые объединили источник света и излучающую наноантенну в пределах одной наночастицы

Наночастицы-наноантенны

Наноразмерные источники света и светоизлучающие наноантенны уже нашли применение в нескольких областях, включая пиксели высококачественных дисплеев, технологии детектирования света и оптические телекоммуникации. Однако, крупномасштабное производство оптических компонентов, основанных на различных наноструктурах, является весьма сложным делом, ведь подходящие для массового производства материалы, как правило, обладают ограниченной эффективностью по отношению к люминесценции. Более того, единичные квантовые точки или молекулы излучают свет в случайных направлениях, что уменьшает их полезную эффективность. Решением проблемы создания высокоэффективных наноразмерных источников света является размещение наноразмерного источника света в непосредственной близости от светоизлучающей наноантенны, но это также связано с рядом технологических трудностей.

Исследовательская группа из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) нашла способ объединения наноантены и источника света в пределах одной единственной наночастицы. Благодаря этому получена возможность усиления и направления излучения в заданном направлении, а делается это за счет резонанса, в котором принимают участие экситоны, экзотические квазичастицы, состоящие наполовину из материи и наполовину из света.

«Мы использовали гибридный перовскит в качестве материала светоизлучающей наноантенны» — пишут исследователи, — «Мы изготовили тонкие перовскитовые пленки и создали из них наночастицы заданной формы, используя свет мощного импульсного лазера. По сравнению с другими подобными методами, наш метод прост и рентабелен».

Изучая созданные ими же перовскитовые наночастицы, исследователи обнаружили, что интенсивность излучаемого ими света может быть увеличена, если частота этого света соответствует частоте так называемого Mie-резонанса. «Созданная нами комбинация экситонов с Mie-резонансом в перовскитовых наночастицах делает их эффективными источниками света, работающими при комнатной температуре».

Кроме того, спектр света, излучаемого наночастицами, может быть изменен путем изменения концентрации анионов в материале. «Структура материала, при этом, остается практически неизменной, просто мы используем разные компоненты при синтезе тонкопленочного перовскита. Таким образом мы можем получить наночастицы, излучающие синий, красный, зеленый и любые другие цвета и оттенки света видимого спектра».

В дальнейшем ученые из ИТМО продолжат исследовать перовскитовые светоизлучающие наночастицы, при изготовлении которых будут использоваться разные компоненты и химические вещества. Параллельно с этим будет вестись разработка технологий промышленного производства, при помощи которых в будущем могут быть созданы дисплеи и компактные оптические устройства со светоизлучающими наночастицами-наноантеннами.

Share Button

Материалы по теме:

Новый процесс трехмерной печати позволяет печатать объекты из графена с самой высокой точностью на сегодняшний день
Графен известен как условно двухмерный материал, листы которого имеют одноатомную толщину. Но для того, чтобы этот материал можно было использовать на практике, в большинстве ...
Создан первый в своем роде нанолазер-хамелеон, способный изменять цвет излучаемого им света
Хамелеоны являются весьма удивительными созданиями, за счет использования сложных наномеханизмов их кожа способна менять свой цвет в достаточно широких пределах. Группа исследователей из Северо-Западного ...
Разработан процесс превращения атмосферного углекислого газа в высококачественные углеродные нанотрубки
На страницах нашего сайта мы достаточно много рассказывали об углеродных нанотрубках, о достаточно удивительном материале, более прочном, чем сталь и более токопроводящем, чем медь. ...
Создан новый биоматериал, прочность которого превосходит прочность стали и паучьего шелка
Группа шведских исследователей, использовавших источник рентгеновского излучения DESY PETRA III, создала новый вид биоматериала, который является самым прочным материалом биологической природы на сегодняшний день. ...
Наноалмазы стали основой «сухой» смазки, обеспечивающей крайне низкий коэффициент трения
Группа ученых из Национальной лаборатории Аргона объединила крошечные наноалмазы с частичками условно двухмерного материала, дисульфида молибдена и получила новый вид сухой смазки, обеспечивающей крайне ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика