Новое поколение дисплеев уже создается в лаборатории

В основе разработки ученых из Indian Institute of Science (IISc) лежат ставшие модными в последнее время материалы – графен и квантовые точки.

Появившаяся недавно в ACS Photonics публикация Electrically Tunable Enhanced Photoluminescence of Semiconductor Quantum Dots on Graphene, посвященная созданию гибридного материала на базе графена и квантовых точек, была подготовлена индийскими учеными из IISc во главе с профессором кафедры физики Джейдипом Кумар Басу (Jaydeep Kumar Basu). По его словам, в результате экспериментов удалось получить решение, которое унаследовало лучшие свойства исходных материалов и вывело на путь создания дисплеев нового поколения.

Уровнем свечения квантовых точек можно управлять электрическим сигналом

Напомню, что преимущество, так называемых, квантовых точек заключается в том, что при облучении этого материала ультрафиолетом он начинает переизлучать свет в узкой полосе. А длина волны переизлучения зависит от размера частиц, так меньшие соответствуют голубой части спектра, а большие – красному. Ученые выяснили, что если соединить квантовые точки с графеном, то при возбуждении ультрафиолетом, переизлучения не будет, так как графен выполняет функцию губки, отводя возникающую в квантовых точках энергию в виде электрического тока. Оказывается, квантовые точки отличаются плохой электропроводностью. Таким образом, на базе гибридного материала из квантовых точек и графена можно создать сенсор излучения с достаточно высокой эффективностью.

Но ученые продолжили свои опыты и выяснили, квантовые точки могут работать и в режиме суперизлучения. Он достигается, если их располагать достаточно плотно друг от друга. Причем синхронизация излучения приводит к достижению такого его уровня, который превышает простое суммирование интенсивностей свечения каждого отдельного элемента. В результате, удается скомпенсировать эффект поглощения энергии графеном. Это достигается, когда сами квантовые точки располагаются на расстоянии не более 5 нм друг от друга, а слой, где они размещены, удален от слоя графена не более чем на 3 нм. Полученная при этом интенсивность свечения оказалась втрое выше, чем при использовании одних только квантовых точек без графена.

Но наиболее интересным эффектом, наблюдаемым в такой конфигурации, оказалась возможность управления силой свечения с помощью электрического сигнала в графене. Оказывается, чем сильнее протекающий через него ток или больше напряжение, тем интенсивнее излучение. По мнению исследователей, понимание взаимодействия света и электричества на нано уровне откроет возможность создания дисплеев нового поколения.