p Esquema de um dispositivo nano-fotônico de grafeno-ponto quântico, conforme descrito neste projeto de pesquisa.
p Os pontos quânticos semicondutores (QDs) são semicondutores em nanoescala que exibem propriedades físicas dependentes do tamanho. Por exemplo, a cor (comprimento de onda) da luz que eles absorvem muda dramaticamente conforme o diâmetro diminui. O grafeno é uma folha atomicamente espessa de átomos de carbono, dispostos em um padrão de rede hexagonal. Nesse trabalho, Os QDs foram combinados com o grafeno para desenvolver dispositivos fotônicos em nanoescala que podem melhorar drasticamente nossa capacidade de detectar luz. p Os pontos quânticos podem absorver luz e transferi-la para o grafeno, mas a eficiência da transferência depende de quão longe os QDs e o grafeno estão separados um do outro. Este estudo demonstrou que a espessura da camada de molécula orgânica que normalmente envolve os QDs é crucial para atingir uma eficiência suficientemente alta dessa transferência de luz / energia para o grafeno. Em outras obras, quanto mais fina a camada orgânica, o melhor.
p Esta transferência pode ser otimizada ainda mais pela engenharia da interface entre os dois nanomateriais, otimizar especificamente a espessura das moléculas de cobertura orgânica nos pontos quânticos. Com base neste trabalho, melhorias adicionais no desempenho desses dispositivos nano-fotônicos podem ser esperadas.
p a) Esquema de um ponto quântico CdSe terminado em cloreto. b) Uma imagem de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução de tais pontos quânticos.
p Os pontos quânticos de seleneto de cádmio comercial (CdSe) têm longos ligantes orgânicos isolantes que impedem sua utilização em aplicações de transferência de energia e carga para as quais distâncias curtas entre os QDs e outros materiais são críticas. Baixo, ligantes de cloro que passivam CdSe QDs são um material alternativo intrigante para aumentar a interação com materiais nos quais carregam os portadores, como elétrons, pode facilmente conduzir.
p O grafeno é um desses materiais. A combinação de pontos quânticos CdSe e grafeno pode ser a chave para o desenvolvimento e implementação de sistemas de materiais em nanoescala em eletrônica flexível e fotodetectores.
p O decaimento do tempo de vida da fotoluminescência de pontos quânticos isolados no vidro (azul) e grafeno (vermelho) demonstra transferência de energia eficiente entre os pontos quânticos e o grafeno.
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Quais são os detalhes?
p - Capacidades CFN:A facilidade de microscopia óptica avançada mediu a fotoluminescência resolvida no tempo de pontos quânticos de CdSe isolados depositados no grafeno.
p - A equipe descobriu que curto, pontos quânticos de CdSe protegidos por cloreto, depositado em depósito de vapor químico, camada monocamada de grafeno, exibiu transferência de energia altamente eficiente para o grafeno com uma redução observada de 4x no tempo de vida excitônico. Isso demonstrou um acoplamento de campo próximo significativo entre os pontos quânticos e o grafeno.
