Několik vlnových délek světla vyzařovaných z jednoho zdroje pomocí nanočástic uhlíkových teček

Změna fotoluminiscence dvoubarevných emitujících uhlíkových bodů (CD) v závislosti na jejich koncentraci. Modré a červené emise ukazují různé příspěvky s různými vzdálenostmi mezi částicemi. Obrazový kredit: KAIST

KAIST Vědci syntetizovali sbírku nanočástic známých jako uhlíkové tečky, které mohou vyzařovat více vlnových délek světla z jedné částice. Tým navíc zjistil, že rozptyl uhlíkových bodů nebo vzdálenost mezi částicemi mezi jednotlivými body ovlivňuje vlastnosti světla, které uhlíkové body vyzařují. Objev umožní vědcům pochopit, jak lze tyto uhlíkové body ovládat a vyvíjet nové technologie displeje, osvětlení a senzorů šetrné k životnímu prostředí.

Výzkum nanočástic, které mohou vyzařovat světlo, jako jsou kvantové tečky, je aktivní oblastí zájmu za poslední desetiletí a půl. Tyto částice nebo fosfory jsou nanočástice vyrobené z různých materiálů, které mohou vyzařovat světlo při určitých vlnových délkách pomocí kvantově mechanických vlastností materiálů. To otevírá nové příležitosti pro vývoj řešení osvětlení a displeje, jakož i přesnější rozpoznávání a detekci nástrojů.

Jak se technologie stává menší a sofistikovanější, použití fluorescenčních nanočástic v mnoha aplikacích dramaticky vzrostlo kvůli čistotě barev vyzařovaných tečkami a jejich laditelnosti pro splnění požadovaných optických vlastností.

Uhlíkové tečky, typ fluorescenčních nanočástic, zaznamenaly rostoucí zájem vědců o kandidáty na náhradu uhlíkových teček, jejichž konstrukce vyžaduje ekologicky toxické těžké kovy. Jelikož jsou primárně složeny z uhlíku, je jejich nízká toxicita spojená s laditelností jejich inherentních optických vlastností mimořádně atraktivní vlastností.

Další pozoruhodnou vlastností uhlíkových teček je jejich schopnost vyzařovat více vlnových délek světla z jedné nanočástice. Tato emise s více vlnovými délkami může být stimulována pod jediným zdrojem buzení, což umožňuje jednoduchou a robustní generaci bílého světla z jedné částice současnou emisí několika vlnových délek.

Uhlíkové tečky také ukazují fotoluminiscenci závislou na koncentraci. Jinými slovy, vzdálenost mezi jednotlivými uhlíkovými body ovlivňuje světlo, které uhlíkové body poté emitují pod zdrojem buzení. Díky těmto kombinovaným vlastnostem jsou uhlíkové body jedinečným zdrojem, jehož výsledkem je extrémně přesná detekce a detekce.

Tato závislost na koncentraci však nebyla plně pochopena. Aby bylo možné plně využít možnosti uhlíkových teček, je nejprve nutné odhalit mechanismy, které řídí zdánlivě proměnné optické vlastnosti. Dříve se předpokládalo, že závislost uhlíkových bodů na koncentraci je způsobena účinkem vodíkové vazby.

Nyní výzkumný tým KAIST pod vedením profesora Do Hyuna Kima z katedry chemického a biomolekulárního inženýrství postuloval a ukázal, že dvoubarevná emisivita je místo toho způsobena roztečí částic mezi jednotlivými uhlíkovými body. Výzkum byl publikován v 36th Problém Fyzikální chemie chemická fyzika.

První autor práce, doktorand Hyo Jeong Yoo, spolu s profesorem Kimem a výzkumníkem Byeong Eun Kwakem zkoumali, jak se změnila relativní intenzita světla červené a modré barvy, když se měnily vzdálenosti nebo koncentrace uhlíkových bodů mezi částicemi. Zjistili, že světlo vyzařované uhlíkovými tečkami se po úpravě koncentrace transformuje. Změnou koncentrace dokázal tým řídit relativní intenzitu barev a současně vyzařovat, aby produkovalo bílé světlo z jednoho zdroje (viz obrázek).

“Koncentrační závislost fotoluminiscence uhlíkových teček na změně původu emise pro různé vzdálenosti mezi částicemi byla v předchozích studiích přehlédnuta.” Analýzou fenoménu dvoubarevné emise z uhlíkových teček věříme, že tento výsledek nabízí nový pohled na studium jejich fotoluminiscenčního mechanismu, “vysvětlil Yoo.

Nově analyzovaná schopnost řídit fotoluminiscenci uhlíkových bodů bude pravděpodobně silně využívána při vývoji aplikací a senzorů v polovodičovém osvětlení.

Odkaz: „Vzdálenost mezi částicemi jako klíčový faktor při řízení dvojitých emisních vlastností uhlíkových teček“ autorů Hyo Jeong Yoo, Byeong Eun Kwak a Do Hyun Kim, 25. června 2020, Fyzikální chemie chemická fyzika.
DOI: 10.1039 / D0CP02120B

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Lipidy na membráně mozkových buněk jsou kvůli léčbě Alzheimerovy choroby většinou přehlíženy

Byly vytvořeny vazby mezi lipidovou nerovnováhou a onemocněním, kdy změny lipidů zvyšují tvorbu amyloidových plaků, což je rys Alzheimerovy choroby. Tato nerovnováha inspirovala...

Astrofyzici jsou překvapeni neočekávanými účinky černých děr mimo jejich vlastní galaxie

Umělecká kompozice supermasivní černé díry, která reguluje vývoj jejího prostředí. Autor obrázku: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) a Dylan Nelson (Illustris-TNG) Ve středu téměř každé...

Největší australský dinosaurus – jižní titán – právě vstoupil do knih rekordů!

Australotitan cooperensis, „Southern Titan of the Cooper“. Fotografický kredit: Vlad Konstantinov, Scott Hocknull © Eromanga Natural History Museum Co je to basketbalové hřiště tak...

„Paralelní reaktory“ na bázi fotonických krystalových vláken odhalují kolektivní analogie hmotných a solitárních molekul

A. Schéma paralelních optických solitonových reaktorů založené na dutině prstencového vláknového laseru s režimem blokování. Časová optomechanická (OM) mříž umožněná fotonickými krystalovými...

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Newsletter

Subscribe to stay updated.