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具明亮基态激子的半导体纳米晶体发现,有助开发超亮高效发光器件

时间:2024-08-05来源:科技日报 作者:佚名

来自美国海军研究实验室(NRL)和瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的科学家表示,他们发现了一类具有明亮基态激子的新型半导体纳米晶体。这一发现标志着光电子领域的一项重大进步,可能会彻底改变高效发光器件等技术的发展。相关论文发表于新一期《美国化学学会·纳米》杂志。


研究示意图。图片来源:《美国化学学会·纳米》杂志

 

通常情况下,纳米晶体内能量最低的激子被称为“暗”激子。暗激子的存在减缓了光的发射速率,限制了基于纳米晶体的器件,如激光器或发光二极管(LED)的性能。长期以来,科学家一直致力于寻找克服这一难题的办法。

NRL研究人员表示,他们采取了一种创新思路,即寻找激子能级顺序颠倒的新材料,这样原本处于最低能量的暗激子就“变身”为明亮的激子。在最新研究中,他们根据自己开发的理论建模结果,在开源材料数据库中进行了广泛搜索,初步筛选出150多个潜在目标。随后,他们通过进一步计算分析,得到了28种具有明亮激子的纳米材料。

ETH研究人员介绍称,他们对这28种材料进行了更详细的建模。结果显示,其中至少有4种纳米晶体拥有明亮的基态激子。

此次发现的这些新材料可以发出从红外到紫外的广谱光。这种独特的多功能性使其在光电应用领域展现出巨大的应用潜力,为创造性能更优异的LED、太阳能电池和光电探测器开辟了新途径。

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