Золото меняет фотолюминесценцию кремниевых квантовых точек

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Кремниевые квантовые точки имеют большой потенциал для применений в клеточной биологии и медицине за счет способности избирательно проникать в клетки и люминесцировать. Биосенсоры на основе кремниевых квантовых точек могут использоваться в качестве средства для ранней диагностики различных заболеваний. Кроме того, кремниевые нанокристаллы перспективны в создании светоизлучающих устройств, основанных на кремнии, и в изготовлении высокоэффективных солнечных батарей.

Ученые из группы теоретической нанофотоники под руководством профессора Николая Гиппиуса из Сколтеха совместно с коллегами из МГУ и Королевского технологического института (KTH) в Стокгольме сначала теоретически, а потом экспериментально продемонстрировали, что золотые нанополоски изменяют спектры поглощения и фотолюминесценции нанокристаллов кремния. Выяснилось, что ширина нанополосок тоже влияет на оптические свойства квантовых точек.

Полученные результаты важны для практического применения кремниевых нанокристаллов, поскольку в руках ученых оказался новый инструмент для контроля над свойствами квантовых точек. Интересно, что использование кремниевых квантовых точек в фотоэлементах значительно снизило бы технологические издержки в солнечной энергетике. Кроме того, при изготовлении солнечных батарей не пришлось бы использовать ядовитые вещества, такие как мышьяк или свинец.

«При взаимодействии образца кремниевых квантовых точек с золотыми нанополосками образуется новая квазичастица — волноводный плазмон поляритон. Это приводит к изменению оптических свойств кремниевых нанокристаллов. Если мы хотим использовать их в солнечных батареях или светоизлучающих устройствах, необходим металлический электрод, также мы должны уметь контролировать спектры поглощения и излучения. Использование тонких золотых нанополосок решает обе эти проблемы», — рассказывает первый автор исследования, научный сотрудник Сколтеха Сергей Дьяков.

СФУ

137 статей

Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».

Показать больше