Международная команда исследователей, возглавляемая физиками из МГУ им. М.В. Ломоносова, нашла способ использовать наночастицы кремния вместо дорогостоящих полупроводниковых материалов. Разработка поможет значительно снизить стоимость изготовления некоторых видов мониторов и других устройств оптоэлектроники. Статья о ней опубликована в журнале Physical Review B.
Разработанный учеными метод повышает эффективность фотолюминесценции наночастиц кремния в несколько раз — достаточно сильно, чтобы заменить дорогостоящие полупроводники, использующиеся для изготовления мониторов.
Массив кремниевых наночастиц исследователи поместили в матрицу с неоднородной диэлектрической средой и покрыли ее золотыми нанополосками. Именно неоднородность среды, благодаря так называемому квантоворазмерному эффекту, позволила увеличить фотолюминесценцию нанокристаллов на несколько порядков. Однако даже при этом эффективность взаимодействия света с нанокристаллами оставалась недостаточной. Тогда было предложено усилить эту эффективность за счет плазмонов — квазичастиц, возникающих в результате колебаний электронного газа в металлах. По словам соавтора работы Максима Щербакова, научного сотрудника отделения радиофизики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, плазмонные решетки, образованные нанополосками золота, позволяют «задерживать» свет на малых масштабах, и позволяют ему эффективнее взаимодействовать с наночастицами, находящимися поблизости, в результате чего их излучение возрастает еще в несколько раз.
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
[На фотографии: Фотолюминесценция наночастиц кремня. Macmillan Publishers Limited]
