Гибкий лист с наночастицами делает квантовые точки ярче

Полупроводниковые квантовые точки (QD) представляют собой привлекательную систему для разработки высокопроизводительных источников света с перестраиваемым спектром для новых технологий, таких как оптические штрих-коды для мультиплексной диагностики и сверхяркие цветные дисплеи. Давно стоящей задачей в разработке приложений соответствующих устройств на основе квантовых точек является детерминированное размещение синтезированных квантовых точек на адресуемые массивы с хорошо определенной организации. Согласно сообщению в журнале Nanotechnology, исследователи из Университета Чикаго используют стратегию изготовления, которая синергетически сочетает в себе поперечное удержание квантовых точек и вертикальную укладку самоорганизующихся мембран из наночастиц (NP) золота (Au) для построения различных композитных наноструктур QD/Au в больших массивы.

       

                 Изготовление наноструктурных массивов QD/Au

Плазмонные элементы на основе металла при размещении рядом с квантовыми точками на расстоянии нанометров способны настраивать свойства испускаемого ими света для управляемой флуоресценции. Эффективность зависит в первую очередь от расстояния между металлом и квантовыми точками. Практическое применение усиления флуоресценции затруднено из-за отсутствия производственных стратегий, которые обеспечивают адекватный уровень точности на наноуровне в управляющей связи квантовых точек и металла в адресуемых массивах.

В своей работе исследователи точно управляли расстоянием между QD-NP посредством толщины поверхностных покрытий (органических лигандов или неорганических оболочек) квантовых точек и наночастиц золота (Au NP). Наномасштабные паттерны, которые генерируются с помощью литографических инструментов и поверхностной функционализации, управляют селективной адгезией квантовых точек на обозначенные места. Кроме того, формирование гибкого слоя плотно упакованных Au NPs (5,5 нм) вводит плазмонную компоненту для управления эмиссией, сохраняя при этом расположение нижележащих массивов QD. Исследователи обычно демонстрируют пятикратное усиление флуоресценции для массивов красных, желтых и зеленых квантовых точек, с максимальным коэффициентом усиления 11 при использовании квантовых точек, покрытых оболочкой кремнезема. 

    

Усиление флуоресценции красных и желтых QDs (вверху) с листом Au NP (внизу)

Использование поверхностно направленной сборки и материалов самоорганизующихся систем открывает новые возможности для разработки гибридных нанокомпозитных материалов с хорошо определенной геометрией, точно сконструированной связью между строительными блоками, а также с учетом свойств для удовлетворения требований различных приложений, таких как биомедицинский анализ и информационные технологии. Кроме того, такие структуры являются по своей сути многофункциональными, предлагая возможности для многоканального анализа или одновременной стимуляции/обнаружения.