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

Paleontologové řeší 150 let starou záhadu – a objevují novou skupinu hmyzu

Křídlo nového druhu Okanagrion hobani z fosilního naleziště McAbee v Britské Kolumbii je samoobslužným hmyzem nového podřádu Cephalozygoptera. Kredit: Copyright Zootaxa, použitý v...

„Houboví duchové“ chrání pokožku, látku před toxiny a zářením

Houboví duchové vznikají extrakcí biologického materiálu z buněk hub. Uznání: Nathan Gianneschi lab / Northwestern University Inspirován houbou, novou formou syntetického melaninu, který působí...

Vezmeme 2D materiály pro rotaci

Ilustrace konceptu výpočetní techniky Spintronic. Vědci z Ústavu fyziky vysokého tlaku na univerzitě v Tskubě vyvíjejí nový tranzistor disulfidu molybdenu, který vytváří obraz rotace elektronů,...

Dva astronauti. Dva dny otevřených dveří. Dvě nádherné krajiny.

23. května 2012 Dva astronauti. Otevřeno dva dny. Dva úžasné výhledy na střechu světa. Astronauti z Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) pořídili tyto fotografie Himálaje,...

Mars, P Plejády, Jupiter, Saturn a další vrcholy vzdušného dozoru v březnu 2021

Co se děje v březnu? Mars S přáteli v noci je pár skvělých planet zpět ... V prvním nebo tak nějakém březnovém týdnu uvidíte Mars...

Newsletter

Subscribe to stay updated.