超亮高效发光器件有了新突破口 科学家发现新型半导体纳米晶体
- 2024-08-07 11:08:013901
据悉，美国海军研究实验室(NRL)和瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的科学家团队发现了一类具有明亮基态激子的新型半导体纳米晶体。而这种晶体对于超亮高效发光器件的开发或许能够起到关键性帮助。
在过去很长一段时间里，激光器或发光二极管(LED)的性能都受限于暗激子——纳米晶体内能量最低的激子，暗激子的存在减缓了光的发射速率。也正因如此，解决暗激子难题成为了该领域的一个重点研究对象。而美国海军研究实验室的研究人员则换了一个角度来思考问题——尝试寻找激子能级顺序颠倒的新材料，让原本处于最低能量的暗激子“变成”明亮的激子。
为此，研究团队通过理论建模结果在开源材料数据库中进行筛选，得到了50个潜在目标，并在进一步计算分析后，得到了28种具有明亮激子的纳米材料。而在随后的验证中，有至少4种的纳米晶体拥有明亮的基态激子，能够满足研究团队设想的“激子能级顺序颠倒”的情况。这些材料不仅仅解决了暗激子难题，还可以发出从红外到紫外的广谱光，展示出了暗激子的巨大应用潜力。
目前，部分材料正在NRL作为纳米科学研究所计划的一部分进行生长，旨在明确展示实验室中的明亮激子行为。而这一发现有望激励广大纳米材料社区投身于明亮激子纳米结构的研究，推动该领域的快速发展。此外，相关的研究成果也已经发表在《美国化学学会·纳米》杂志，感兴趣的读者可以查阅学习。
相信随着研究的不断深入，它能够从根本上解决现有LED、太阳能电池和光电探测器存在的短板，从而开辟出新的发展模式，为开发超亮、高效的发光设备、激光器和其他技术铺平了道路，进一步改变我们的生活。