美研制出無閃爍新型納米晶體

據(jù)《自然》雜志網站與《每日科學》網站報道，十多年來，由于光學閃爍現(xiàn)象，科學家在以單個分子制成可持續(xù)發(fā)光的光源領域的嘗試一直未果。而今，美國羅徹斯特大學科學家破解了這一現(xiàn)象背后隱藏的基本物理原理，并與柯達公司、美國海軍實驗室和康奈爾大學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。此項發(fā)現(xiàn)很有可能為研制更廉價與更多用途的激光、更明亮的LED照明設備等打開大門。
　　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期，能量將被轉化為熱量，導致能量的白白流失。而這些“黑暗”時期與其輻射光子的正常時期交替出現(xiàn)，就會造成分子及晶體的“閃爍”現(xiàn)象。
　　領導該項研究的是羅切斯特大學化學系副教授托德·克勞斯，研究人員在對已合成的新型納米晶體進行逐一檢查后，并沒有發(fā)現(xiàn)預想中的閃爍現(xiàn)象。即使在持續(xù)監(jiān)測4個小時后，仍未發(fā)生一次閃爍，這是前所未聞的現(xiàn)象，因為常規(guī)晶體在幾毫秒至幾分鐘內就會發(fā)生閃爍現(xiàn)象。研究顯示，新型納米晶體的特殊結構正是“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體材料組成，其外面的保護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，保護殼則由鋅與硒組成，兩者之間存在著均勻的過渡結構，可有效阻止納米晶體對光子的吸收，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，簡便易行。新型納米晶體可實現(xiàn)更高水平的生物標記追蹤，還可為制造廉價靈活的激光器和亮度更高的LED照明設備奠定基礎，并有望取代現(xiàn)有的有機發(fā)光二極管照明系統(tǒng)。未來在一個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。