俄羅斯極大提高量子點(diǎn)自發(fā)發(fā)射率 光致發(fā)光強(qiáng)度增加近一個數(shù)量級
俄羅斯國立核研究大學(xué)研究人員首次提高了量子點(diǎn)的自發(fā)發(fā)射率,并使其。這一成果可用于解決創(chuàng)建量子計算機(jī)的關(guān)鍵問題,也可將生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測技術(shù)提升到一個新的水平。相關(guān)研究發(fā)表在最近的《光學(xué)快報》上。
量子點(diǎn)是低維熒光納米結(jié)構(gòu),在光與物質(zhì)相互作用領(lǐng)域有著極大應(yīng)用潛力。量子點(diǎn)能夠在非常廣的范圍內(nèi)吸收光,在長波的很窄區(qū)間發(fā)射光,即某一特定的顏色決定一個量子點(diǎn)的“發(fā)光”。這些特性使其非常適合生物體的超靈敏多色配準(zhǔn),用于醫(yī)學(xué)診斷。 此外,從照明器材、太陽能電池到量子計算的量子位,都是量子點(diǎn)的應(yīng)用范疇。量子點(diǎn)在光穩(wěn)定性和亮度方面優(yōu)于傳統(tǒng)的熒光粉。量子點(diǎn)顯示器的亮度和對比度比其他顯示器要高得多,且能耗小。 俄羅斯國立核研究大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程物理研究所納米生物工程實(shí)驗(yàn)室研究人員,首次在基于多孔硅的光子結(jié)構(gòu)中提升了半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光致發(fā)光強(qiáng)度和自發(fā)發(fā)射率。這一成果代表了一種通過改變多孔基質(zhì)中磷光體的局部電磁環(huán)境,來控制自發(fā)光的新方法,為生物傳感、光電子學(xué)、密碼學(xué)和量子計算的應(yīng)用開拓了新的前景。 首先,該成果可以作為開發(fā)緊湊型熒光生物傳感器的良好基礎(chǔ),通過使用光子晶體增強(qiáng)熒光量子點(diǎn),可顯著提高化驗(yàn)分析的靈敏度,進(jìn)行疾病的早期診斷和治療。另外,該成果可作為光學(xué)計算機(jī)或密碼系統(tǒng)的新元件,以代替大規(guī)模的單光子或光學(xué)邏輯元件。在這一領(lǐng)域中,除了緊湊和簡單之外,使用該成果還可以解決該行業(yè)的關(guān)鍵問題——“按需”獲得單光子或量子糾纏。 研究人員帕維爾·薩莫赫瓦洛夫表示,取得該項(xiàng)科研成果的主要原因是使用了光子晶體深度氧化技術(shù),該技術(shù)可抑制熒光猝滅,減少吸收損失。要增強(qiáng)此類結(jié)構(gòu)的發(fā)光性,有多種方法,其中尤其令人感興趣的是使用光子晶體。光子晶體的折射率呈周期性變化,可使光子態(tài)密度局部增強(qiáng),從而能夠觀察到發(fā)光材料自發(fā)輻射的強(qiáng)度和速度的提升效果。他稱,多孔硅被廣泛用于光子晶體的制造,可以精確控制折射率,易于制造和吸收,因此與其他材料相比具有優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞: 量子點(diǎn)
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