近日,来自美国海军研究实验室(NRL)和瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的科学家表示,他们发现了一类具有明亮基态激子的新型半导体纳米晶体。这一发现标志着光电子领域的一项重大进步,可能会彻底改变高效发光器件等技术的发展。相关论文发表于新一期《美国化学学会·纳米》杂志。
百度百科显示,纳米晶体指纳米尺寸上的晶体材料,或具有晶体结构的纳米颗粒。纳米晶体的电学和热力学性质显现出很强的尺寸依赖性,从而可以通过细致的制造过程来控制这些性质。
一般情况下,纳米晶体内能量最低的激子被称为“暗”激子。暗激子的存在减缓了光的发射速率,限制了基于纳米晶体的器件,如激光器或发光二极管的性能。长期以来,科学家一直致力于寻找克服这一难题的办法。
NRL研究人员表示,他们采取了一种创新思路,即寻找激子能级顺序颠倒的新材料,这样原本处于最低能量的暗激子就“变身”为明亮的激子。在最新研究中,他们根据自己开发的理论建模结果,在开源材料数据库中进行了广泛搜索,初步筛选出150多个潜在目标。随后,他们通过进一步计算分析,得到了28种具有明亮激子的纳米材料。
图片来源:《美国化学学会·纳米》杂志
ETH研究人员后续对这28种材料进行了更详细的建模。结果显示,其中至少有4种纳米晶体拥有明亮的基态激子。此次发现的这些新材料可以发出从红外到紫外的广谱光。这种独特的多功能性使其在光电应用领域展现出巨大的应用潜力,为创造性能更优异的光电探测器等开辟了新途径。
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