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:

Придание наночастицам особой формы снабжает их свойствами, необходимыми для квантовых технологий
В настоящее время многие группы ученых работают с наночастицами, крошечными частичками различных материалов, размером всего в несколько нанометров. Наночастицы, в свою очередь, бывают различной ...
Единственная молекула способна «спрятать» целую золотую наночастицу
Группа исследователей из института Макса Планка, Германия, нашла способ доказательства теории, согласно которой для сокрытия целой наночастицы при определенных условиях достаточно всего одной молекулы, ...
Ученые заставили капли воды «бегать» по поверхности графена почти со скоростью гоночного автомобиля
Не так давно группа исследователей из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH), Иллинойского университета и Технического университета в Дании заставила ...
Исследователи компании IBM запустили броуновский двигатель, способный приводить в действие наночастицы
Недавно исследователи из IBM Research провели первую демонстрацию работы реального колебательного броуновского двигателя, способного перемещать наноразмерные частицы вдоль предопределенных путей. Это, в свою очередь, ...
Самый маленький в мире дом, «построенный» вручную в буквальном смысле
На страницах нашего сайта мы уже рассказывали нашим читателям об ученых-энтузиастах, которые при помощи самых современных технологий изготавливают различные микроскопические вещи. И то, о ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика