تقویت نانوبلورها با نقره

تقویت کردن می‌تواند خواص نوری و الکتریکی نانوبلورهای نیمه‌هادی را تحت تاثیر قرار دهد. یک تیم تحقیقاتی به رهبری دیوید نوریس از مرکز ETH زوریخ دریافتند که اگر نانوبلورهای سلنید کادیم را با چند اتم نقره تقویت کنند قدرت فلورسانس این ماده نیمه‌هادی افزایش می‌یابد.

با افزایش مقدار نقره، این ماده از یک تقویت کننده نوع n به تقویت کننده نوع p تبدیل می‌شود پدیده‌ای که پیش از این دیده نشده بود. با نتایج این تحقیق می‌توان ادواتی نظیر دیودهای نانوبلوری تولید کرد.
تقویت کردند معمولا در مواد توده‌ای برای تغییر خواص الکتریکی استفاده می‌شود اما چنین کاری در نانوبلورها نتایج عجیبی می‌دهد. این تیم تحقیقاتی سال پیش به یافته‌هایی دست پیدا کردند:
اول این که آنها دریافتند که تقویت با نقره می‌تواند خواص الکتریکی نانوبلورهای سلنید کادمیم را تغییر می‌دهد. دوم این که سلنید کادمیم یکی از مهمترین مواد نیمه‌هادی است اگر بتوان این ماده را با ناخالصی‌ها تقویت کرد گامی بزرگ محسوب می شود. سومین موضوع مهم در این پروژه آن است که آنها دریافتند که با افزودن مقادیر بسیار کم از نقره می‌توان خواص نانوبلور را به‌صورت قابل توجهی تغییر داد. برای مثال با افزودن دو اتم نقره به هر نانوبلور می‌توان فلورسانس را در نانوبلورها تا ۱۰ برابر افزایش داد.
این تیم تحقیقاتی متشکل از پژوهشگرانی از دانشگاه مینسوتا، دانشگاه سونگستل و دانشگاه دویسبورگ اسن هستند. آنها از روش مبادله کاتیون استفاده کردند که در آن نانوبلورهای تقویت نشده در معرض محلول نقره قرار داده می‌شود. نقره به‌سرعت درون شبکه سلنید کادمیم نفوذ می‌کند بنابراین برای تقویت این ماده یا دیگر مواد نیمه‌هادی کافی است که آنها را در معرض محلول حاوی ماده مورد نظر قرار دهند.
مواد تقویت کننده موجب تغییر سطح انرژی فرمی ماده می‌شوند و با این کار هدایت آن را دستخوش تغییر می‌کنند. مواد تقویت کننده رفتارهای پیچیده‌تری از خود نشان می‌دهند: در غلظت‌های پایین نقره، به ماده اصلی اتم می‌دهند (رفتار نوع n)) و در غلظت‌های بالا به ماده حفره تزریق می‌کنند (رفتار نوعP). پیش از این تصور می‌شد که تقویت کننده فقط می‌تواند نقش یکی از انواع n یا p را ایفا کند. این تقویت کننده می‌تواند فلورسانس نانوبلورها را افزایش دهد، نتایج تحقیقات قبلی نشان می‌داد که تقویت کننده‌ها موجب زوال لومینسانس می شوند. برای درک این رفتارهای عجیب پژوهشگران باید تحقیقات بیشتری را انجام دهند.
نتایج این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.