量子點-金屬奈米微粒複合結構能增強發光
- 上線日期：2012/3/19 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
中國科學家研發出一種由碲化鎘(CdTe)量子點(quantum dot)與金奈米微粒陣列所組成的複合結構，實驗發現只要使奈米金的表面電漿子(surface plasmon)與量子點的激子(exciton)躍遷能量形成共振，就可以讓這種結構的發光顯著增強。這項成果有助於製造更好的發光二極體，並促進非線性光電元件的發展。
在半導體量子點中，電子在三個維度都被侷限住，而其受光激發的電子與電洞會互相吸引形成名為激子的準粒子(quasi-particle)。改變量子點的大小與材質就能調控激子的能階，進而改變發光波長，因此適合用來製造低臨界電流且高效率的新世代半導體雷射、發光二極體、太陽電池以及其他光電元件。
另一方面，奈米金粒表面會產生電漿子，這是一種由電子集體震盪所形成的準粒子，能攜帶光能量。最近，由半導體量子點與週期性奈米金屬微粒陣列所構成的複合結構漸受矚目。這些具有奈米結構的電漿子系統受惠於半導體中的激子與金屬表面電漿子間的交互作用，具有更好的發光表現，可望應用於光觸媒、光採集和全光學開關等應用上。
武漢國家光電實驗室與香港城市大學的科學家對碲化鎘量子點與奈米金粒陣列複合結構進行研究，發現當金微粒的表面電漿子與激子躍遷能量形成共振時，不僅會顯著增強此結構的發光效能，亦優化其非線性特性。這是因為兩種材料被侷限在相同的微小空間中，導致金屬表面電漿子所攜帶的局部電磁場增強，而此強化電磁場與量子點激子的交互作用則進一步提升整個系統的光學反應。
此團隊目前只研究了這種半導體-金屬複合結構的發光效應，接下來他們計畫以共聚焦顯微鏡來檢視這種材料的螢光行為，希望這些實驗能幫助蒐集更多關於量子點與金屬微粒交互作用的訊息。詳見Appl. Phys. Lett. Vol. 100, 063117 (2012)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/48761
譯者:Jiun-Yi Lien(奇美電子)
責任編輯:蔡雅芝
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