محققان موفق شده‌اند با استفاده از نانوصفحاتی از جنس نیمه‌هادی‌ها منبع جدیدی برای تابش لیزر بسازند. این نانو صفحات که دارای دو بخش نانوبلور و چاه کوانتومی است سریع‌ترین نشرهای لیزری جهان خواهد بود.
نشرکننده فلورسانس کلوئیدی سریع: نانوصفحات نیمه‌هادی
محققان موفق شده‌اند با استفاده از نانوصفحاتی از جنس نیمه‌هادی‌ها منبع
جدیدی برای تابش لیزر بسازند. این نانو صفحات که دارای دو بخش نانوبلور و
چاه کوانتومی است سریع‌ترین نشرهای لیزری جهان خواهد بود.
پیشرفت‌های قابل توجهی در حوزه استفاده از ساختارهای کلوئیدی به‌عنوان منبع
نشر نور انجام گرفته است و این احتمال وجود دارد که به‌زودی یکی از سریع‌ترین
نشرهای لیزری با استفاده از نانوصفحات کلوئیدی توسط دانشمندان ارائه شود.
این نانوصفحات از دو دامنه ویژه تشکیل شده‌اند: اولی نانوبلورهایی هستند که
می‌توانند به‌صورت کنترل شده جذب و نشر نور داشته باشند، دومی چاه‌های
کوانتومی با تاخیر زمانی برانگیختگی. این کشف توسط آزمایشگاه فیزیک d\’Etude
des Matéiaux انجام شده است که در آن از نانوصفحات به‌عنوان ماده جدید جهت
ساخت دیودهای قابل تنظیم نشر نور، لیزرهای حد کوتاه و پیل‌های خورشیدی
فتوولتائیک استفاده می‌شود.
نانوصفحات دسته جدیدی از مواد نوری هستند که از نظر فیزیکی کاملا صاف بوده و از
لایه‌های CdSe، CdS و CdTe تشکیل می‌شود، ضخامت این مواد بین ۴ تا ۱۱ تک لایه است.
این مواد دارای خواص الکتریکی چاه‌های کوانتومی بوده به‌طوری که جذب و نشر نور
کاملا وابسته به ضخامت نمونه است و می‌توان با تغییر ضخامت خواص الکتریکی و نوری
آنها را کنترل کرد. از آنجایی که حاملین بار در این ساختار بسیار محدود هستند و
همچنین ضخامت بسیار کم (۱٫۵ نانومتر) این مواد نیمه‌هادی موجب شده تا باند گپ در
آنها در محدوده ۱٫۴ الکترون ولت قابل تنظیم باشد.
از آنجایی که ضریب دی‌الکتریک محیط این ساختارها بسیار کم است بنابراین برهمکنش
کلومبی الکترون-حفره بسیار قدرتمند خواهد بود. نکته جالب این است که چنین ویژگی نه
در نانوبلورهای کروی کلوئیدی وجود دارد نه در چاه‌های کوانتومی اپیتاکسیال. این
پدیده موجب می‌شود شعاع اگزایتون‌ها کاهش یافته و زمان تاخیر تابش نیز کم شود.
علاوه براین شکل نانوصفحه‌ها روی قدرت جفت شدن اگزایتون با فوتون جفت شده تاثیر
می‌گذارد دلیل این امر آن است که مولفه مماسی میدان الکتریکی فوتون هنگام عبور از
میان سطح صاف تغییر نمی‌کند. این مسئله زمان تاخیر فلورسانس را نیز در این ساختارها
کاهش می‌دهد.
حالت‌های پایه اگزایتون در نانوصفحه‌های دو بعدی می‌تواند یک انتقال قدرت نوسانگر
بزرگ داشته باشد. این انتقال یک پدیده مکانیک کوانتومی است که می‌توان از آن
به‌عنوان برانگیختگی متمرکز حجم یاد کرد که از حجم خود اگزایتون بزرگتر است. این
پدیده ۵۰ سال قبل پیش بینی شده بود.
نتایج کامل این تحقیق در نشریه journal Nature Materials به چاپ رسیده است.
