Квантовые точки представляют собой наноразмерные полупроводниковые материалы, малый размер которых приводит к тому, что они имеют уровни энергии электронов, которые отличаются от более крупных версий того же материала. Контролируя размер квантовых точек, исследователи могут контролировать соответствующие уровни энергии — и эти уровни энергии придают квантовым точкам новые оптические свойства. Эти характеристики делают квантовые точки многообещающими для таких приложений, как оптоэлектроника и технологии отображения.
Но квантовые точки окружены лигандами — органическими молекулами, чувствительными к теплу. Если лиганды повреждены, оптические свойства квантовых точек страдают.«Мы хотели покрыть стержневые квантовые точки диоксидом кремния, чтобы сохранить их химические и оптические свойства», — говорит Брайан Андерсон, бывший доктор философии. студент NC State, который является ведущим автором статьи о работе. «Однако нанесение точного покрытия на наностержни с квантовыми точками само по себе создает проблемы».В предыдущей работе других исследовательских групп вода и аммиак использовались в растворе для облегчения покрытия наностержней с квантовыми точками диоксидом кремния.
Однако эти методы не позволяли независимо контролировать количество воды и аммиака, используемых в процессе.Независимо контролируя количество используемой воды и аммиака, исследователи штата Северная Каролина смогли сопоставить или превзойти точность покрытий из диоксида кремния, достигнутую предыдущими методами. Кроме того, используя свой подход, команда штата Северная Каролина смогла завершить весь процесс нанесения кремнеземного покрытия за один день — вместо одной-трех недель, необходимых для других процессов.
«Время процесса важно, потому что чем дольше длится процесс, тем больше вероятность того, что покрываемые наностержни с квантовыми точками выйдут из строя», — говорит Джо Трейси, доцент кафедры материаловедения и инженерии в NC State и старший автор исследования бумага. «Фактор времени также может быть важным, когда мы думаем о масштабировании этого процесса для производственных процессов».Тем не менее, у исследователей все еще есть проблема.Процесс нанесения покрытия из диоксида кремния травит поверхность сульфида кадмия наностержней с квантовыми точками, что сокращает длину наностержней на четыре или пять нанометров.
Это сокращение указывает на травление, которое снижает яркость света, излучаемого наностержнями с квантовыми точками.«Мы думаем, что причиной может быть аммиак», — говорит Трейси. «У нас есть некоторые идеи, которые мы реализуем, сосредоточенные на том, как заменить аммиак другим катализатором, чтобы минимизировать травление и лучше сохранить оптические свойства наностержня с квантовыми точками».Статья «Покрытие диоксидом кремния наностержней с квантовыми точками CdSe / CdS Core / Shell с контролируемой морфологией» опубликована в Интернете в журнале Chemistry of Materials.
Соавтором статьи является Вэй-Чен Ву, бывший доктор философии. студент в лаборатории Трейси. Работа выполнена при поддержке Национального научного фонда в рамках гранта DMR-1056653.
Трейси ранее публиковала исследования в области химии материалов по покрытию золотых наностержней оболочкой из диоксида кремния.
