Новый метод объединяет квантовые точки с метаповерхностями для усиления люминесценции

Важные новости

Новое метод объединяет квантовые точки с метаповерхностями для усиления люминесценции

Принципиальная схема изготовления метаповерхности, управляемой люминесценцией, с использованием процесса литографии наноимпринтов. Фото: POSTECH

Исследование, опубликованное в журнале Nano Letters, демонстрирует использование квантовых точек для создания метаповерхностей, позволяющих двум объектам существовать в одном пространстве.

Исследователи Пхоханского университета науки и технологий (POSTECH) использовали наноимпринтную литографию (NIL) для изготовления метаповерхностей со встроенными квантовыми точками, повышая эффективность их люминесценции. В состав команды вошли профессор Джунсук Ро с кафедры машиностроения, кафедры химической инженерии и кафедры электротехники, к.т.н. кандидаты Минсу Чон, Бёнсу Ко и Джэкён Ким с факультета машиностроения, а также Чунгхван Юнг, доктор философии. кандидат химико-технологического факультета.

NIL, процесс создания оптических метаповерхностей, использует узорчатые штампы для быстрой передачи сложных узоров в нанометровом (нм) масштабе. Этот метод предлагает ценовые преимущества по сравнению с электронно-лучевой литографией и другими процессами. Его преимущество заключается в том, что он позволяет создавать метаповерхности с использованием материалов, которые недоступны в традиционных процессах.

Метаповерхности в последнее время оказались в центре внимания обширных исследований из-за их способности контролировать поляризацию и направление излучения квантового света. точки.

Квантовые точки, представляющие собой наноразмерные полупроводниковые частицы, представляют собой высокоэффективные излучатели света, способные излучать свет с точными длинами волн. Это делает их широко используемыми в таких приложениях, как QLED и квантовые вычисления. Однако традиционные процессы не могут встроить квантовые точки в метаповерхности.

В результате исследования часто включают изготовление метаповерхностей и квантовых точек по отдельности, а затем их объединение, что накладывает ограничения на управление люминесценцией квантовых точек.< /п> <р>В этом исследовании исследователи объединили квантовые точки с диоксидом титана (TiO2), материалом, используемым в процессе NIL, для создания метаповерхности. В отличие от традиционных методов, которые предполагают отдельное изготовление метаповерхности и квантовых точек перед их объединением, этот подход встраивает квантовые точки непосредственно в метаповерхность во время ее создания.

Получающаяся метаповерхность увеличивает долю фотонов, излучаемых из квантовой поверхности. точки, которые связаны с резонансной модой метаповерхности. Это усовершенствование позволяет более эффективно контролировать конкретное направление света, излучаемого квантовыми точками, по сравнению с предыдущими методами.

Эксперименты показали, что чем больше фотонов излучается из квантовых точек, связанных с резонансными модами метаповерхности, тем выше эффективность люминесценции. Метаповерхность, созданная командой, достигла в 25 раз большей эффективности люминесценции по сравнению с простым покрытием из квантовых точек.

Профессор Ро, возглавлявший исследование, сказал: «Использование метаповерхностей, управляемых люминесценцией, позволит сделать изображение более четким и ярким. дисплеи и более точное и чувствительное биосенсорство. Дальнейшие исследования позволят нам более эффективно контролировать люминесценцию, что приведет к прогрессу в таких областях, как нанооптические датчики, оптоэлектронные устройства и дисплеи на квантовых точках».

Дополнительная информация: Минсу Чон и др., Светоизлучающие метаповерхности для печати с улучшенной направленной фотолюминесценцией, Nano Letters (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c00871

Информация журнала: Nano Letters

Предоставлено Пхоханским университетом науки и технологий

Новости сегодня

Последние новости