更稳定的量子点来自刻意的“扁平化”

在化学合成过程中刻意“挤压”胶体量子点，产生稳定的、“无闪烁”的发光点，完全等同于更复杂工艺制作的点所产生的光。平光斑发射的光具有窄的光谱，具有高度稳定的强度和无波动的发射能量。洛斯阿拉莫斯国家实验室的新研究表明，应变胶体量子点代表了当前使用的纳米级光源的一种可行的替代方案，它们值得探索作为光学“量子”电路、超灵敏传感器和医疗诊断的单粒子纳米级光源。

“除了与传统量子点相比表现出极大改善的性能，这些新的应变点还可以提供前所未有的灵活性来操纵它们的发射颜色，结合异常狭窄的“低温”线宽，”Locke Alamos的首席研究员Victor Klimov说。这个项目。“展平点还显示了与几乎任何基底或嵌入介质以及各种化学和生物环境的兼容性。”

新的胶体加工技术可以制备几乎理想的量子点发射体，其发射量子产率接近100%，适用于各种可见光、红外、紫外波长。这些进展已被用于各种发光技术，从而成功地将量子点显示器和电视机商业化。

下一个前沿是探索胶体量子点作为单粒子纳米尺度光源。这种未来的“单点”技术将要求粒子具有高度稳定且无波动的光谱特性。最近，通过用特别厚的外层保护小发射芯，在消除发射强度的随机变化方面取得了相当大的进展。然而，这些厚壳结构仍然表现出强烈的发射光谱波动。

在新一期《自然材料》杂志上，洛斯阿拉莫斯的研究人员证明了一种新的“应变工程”方法几乎可以完全抑制单点发射中的光谱波动。这种方法的关键是将核/壳基序中的两种半导体与定向不对称晶格失配相结合，从而导致发射核的各向异性压缩。

这就改变了量子点电子态的结构，从而改变了它们的发光性质。这些变化的一个意义是实现了发射“激子”态的局域电荷中性态，大大降低了其与晶格振动和静电环境起伏的耦合，这是抑制发射光谱中起伏的关键。改进的电子结构的另一个优点是发射线的宽度显著变窄，其变得小于室温热能。

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