В MIT разработан метод анализа спектра индивидуальных квантовых точек

Мельчайшие частицы полупроводниковых нанокристаллов — квантовые точки (Quantum Dots, QD) — способны излучать свет очень чистых цветов. Длина волны излучения определяется размером или составом наночастиц. Измерение ширины спектральной линии излучения индивидуальной квантовой точки важно для оптимизации таких приложений, как телевизионные дисплеи или биологические маркеры. Однако до сих пор не существовало надежного способа, чтобы установить, чем обусловлен разброс спектральных характеристик QD-материалов: вариативностью нанокристаллов в группе или свойствами индивидуальных квантовых точек.

Эта задача была разрешена исследователями MIT при помощи изобретенного ими нового метода наблюдения, о чем сообщается в журнале Nature Chemistry.

В отличие от ранее практиковавшихся способов изучения одиночных излучателей, новая методика — photon-correlation Fourier spectroscopy in solution — не требует их изоляции, и позволяет выделять одиночный спектр из излучения миллиардов частиц. Вдобавок, исследуемые нанокристаллы даже не должны находиться на поверхности — они могут оставаться в их естественной среде, в растворе.

Метод основывается на сопоставлении пар фотонов, испускаемых индивидуальными частицами. Он дает не абсолютное значение цвета каждой конкретной частицы, а показательную статистическую величину для всего ансамбля частиц.

Для этого образец раствора освещается лазерным лучом, а отраженный свет детектируется с чрезвычайно высоким разрешением по шкале времени. В результате, частицы, которые находятся в общем контрольном объеме, оказывается возможным дифференцировать по времени, по мере того как они вплывают в узкое пятно лазерного луча и активируются им.

Исследователи показали, что помимо широко используемого для квантовых точек селенида кадмия, другие материалы, такие как фосфид индия, тоже способны генерировать излучение очень чистых цветов. До изобретения нового метода вопрос о возможной альтернативе селениду кадмия оставался открытым.

Применительно к производству квантовых точек данный метод поможет установить, как влияют на ширину полосы излучения всевозможные модификации технологического процесса, а также оптимизировать его для наилучшего удовлетворения потребностей различных приложений.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365