Amélioration des interactions de points quantiques, couche par couche


Amélioration des interactions de points quantiques, couche par couche

Les faibles concentrations de points quantiques lors de la production de super-réseaux suppriment la résonance quantique entre les points de la même , tandis que les concentrations élevées les activent. Crédit photo: DaeGwi Kim, Université de la ville d’Osaka

scientifiques et collègues de l’Université d’Osaka au Japon ont trouvé un moyen de contrôler une interaction entre les points quantiques qui pourrait améliorer considérablement le transport de charge et conduire à des cellules solaires plus efficaces. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Communication de la nature.

DaeGwi Kim, ingénieur en nanomatériaux, a dirigé une équipe de scientifiques de l’Université d’Osaka, du Centre RIKEN pour la science de la matière émergente et de l’Université de Kyoto pour étudier les moyens de contrôler une propriété appelée résonance quantique dans des structures en couches de points quantiques appelées super-réseaux.

«Notre méthode simple de réglage fin de la résonance quantique est une contribution importante à la fois aux matériaux optiques et au traitement des matériaux à l’échelle nanométrique», déclare Kim.

Les points quantiques sont des particules semi-conductrices de l’ordre du nanomètre aux propriétés optiques et électroniques intéressantes. exemple, lorsqu’ils sont éclairés, ils émettent une forte lumière à température ambiante, une propriété connue sous le nom de photoluminescence. Lorsque les points quantiques sont suffisamment proches les uns des autres, leurs états électroniques sont couplés, un phénomène connu sous le nom de résonance quantique. Cela améliore considérablement leur capacité à transporter des électrons entre eux. Les scientifiques voulaient fabriquer des appareils qui tiraient parti de cette interaction, notamment des cellules solaires, des technologies d’affichage et des dispositifs thermoélectriques.

Jusqu’à présent, cependant, il était difficile de contrôler les distances entre les points quantiques dans les structures 1D, 2-D et 3-D. Les processus de fabrication actuels utilisent de longs ligands pour maintenir les points quantiques ensemble, ce qui entrave leurs interactions.

Kim et ses collègues ont découvert qu’ils pouvaient détecter et contrôler la résonance quantique à l’aide de points quantiques de tellurure de cadmium attachés à de courts ligands N-acétyl-L-cystéine. Ils contrôlaient la entre les couches de points quantiques en plaçant une couche d’espacement constituée de polyélectrolytes de charge opposée entre elles. La résonance quantique est détectée entre les points empilés lorsque la couche d’espacement est plus mince que deux nanomètres. Les scientifiques ont également contrôlé la distance entre les points quantiques dans une seule couche, et donc la résonance quantique, en modifiant la concentration des points quantiques utilisés dans le processus de stratification.

L’équipe envisage ensuite d’étudier les propriétés optiques, en particulier la photoluminescence, des super-réseaux de points quantiques fabriqués selon leur approche couche par couche. «Ceci est extrêmement important pour la réalisation de nouveaux dispositifs électroniques optiques avec des super-réseaux à points quantiques», déclare Kim.

Kim ajoute que sa méthode de fabrication peut être utilisée avec d’autres types de points quantiques et de nanoparticules solubles dans l’eau. «La combinaison de différents types de points quantiques semi-conducteurs ou la combinaison de points quantiques semi-conducteurs avec d’autres nanoparticules élargira les possibilités de la nouvelle conception matérielle», déclare Kim.


Les scientifiques vieillissent les points quantiques dans un tube à essai


Plus d’information:
TaeGi Lee et coll. Contrôle de la dimension de la résonance quantique dans les super-réseaux de points quantiques CdTe réalisés par agencement couche par couche, Communication de la nature (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-19337-0

Fourni par l’Université de la ville d’Osaka

Citation: Improving quantum dot interactions, couche par couche (2020, 20 novembre), consulté le 21 novembre 2020 sur https://phys.org/news/2020-11-quantum-dot-interactions-layer.html

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