美研制出無閃爍新型納米晶體

據(jù)《自然》雜志網(wǎng)站與《每日科學(xué)》網(wǎng)站報(bào)道，十多年來，由于光學(xué)閃爍現(xiàn)象，科學(xué)家在以單個(gè)分子制成可持續(xù)發(fā)光的光源領(lǐng)域的嘗試一直未果。而今，美國(guó)羅徹斯特大學(xué)科學(xué)家破解了這一現(xiàn)象背后隱藏的基本物理原理，并與柯達(dá)公司、美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室和康奈爾大學(xué)的研究人員一起研制成一種能持續(xù)發(fā)光的納米晶體，并已合成出具有各種組成的納米晶體。此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)很有可能為研制更廉價(jià)與更多用途的激光、更明亮的LED照明設(shè)備等打開大門。
　　許多分子，以及只有10億分之一米大小的晶體，都能吸收和發(fā)射光子。與向外輻射光子不同的是，在其吸收光子的隨機(jī)期，能量將被轉(zhuǎn)化為熱量，導(dǎo)致能量的白白流失。而這些“黑暗”時(shí)期與其輻射光子的正常時(shí)期交替出現(xiàn)，就會(huì)造成分子及晶體的“閃爍”現(xiàn)象。
　　領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的是羅切斯特大學(xué)化學(xué)系副教授托德·克勞斯，研究人員在對(duì)已合成的新型納米晶體進(jìn)行逐一檢查后，并沒有發(fā)現(xiàn)預(yù)想中的閃爍現(xiàn)象。即使在持續(xù)監(jiān)測(cè)4個(gè)小時(shí)后，仍未發(fā)生一次閃爍，這是前所未聞的現(xiàn)象，因?yàn)槌Ｒ?guī)晶體在幾毫秒至幾分鐘內(nèi)就會(huì)發(fā)生閃爍現(xiàn)象。研究顯示，新型納米晶體的特殊結(jié)構(gòu)正是“閃爍”現(xiàn)象不再發(fā)生的重要原因。常規(guī)納米晶體的核心為一種半導(dǎo)體材料組成，其外面的保護(hù)殼則為另一種材料組成，兩種材料間具有明顯的分界線。而新型納米晶體的核心為鎘和硒組成，保護(hù)殼則由鋅與硒組成，兩者之間存在著均勻的過渡結(jié)構(gòu)，可有效阻止納米晶體對(duì)光子的吸收，從而使其輻射的光子流與吸收的光子流保持穩(wěn)定。
　　克勞斯表示，目前制造不同顏色的激光仍要基于不同的材料和工藝流程，而新型納米晶體只需一次制造過程便可制成不同顏色的激光，即只需改變納米晶體的大小，就可改變光的顏色，簡(jiǎn)便易行。新型納米晶體可實(shí)現(xiàn)更高水平的生物標(biāo)記追蹤，還可為制造廉價(jià)靈活的激光器和亮度更高的LED照明設(shè)備奠定基礎(chǔ)，并有望取代現(xiàn)有的有機(jī)發(fā)光二極管照明系統(tǒng)。未來在一個(gè)平面上涂刷不同大小的納米晶體，就能創(chuàng)造出像紙一樣薄的顯示器，或是一面以任意顏色照亮房間的墻。