北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的材料研究人員對(duì)一種技術(shù)進(jìn)行了微調(diào)，使他們能夠在一天內(nèi)將精確控制的二氧化硅涂層應(yīng)用于量子點(diǎn)納米棒-比以前的方法快21倍。除了節(jié)省時(shí)間之外，提前意味著量子點(diǎn)不太可能降解，從而保持其有利的光學(xué)性質(zhì)。

量子點(diǎn)是納米級(jí)半導(dǎo)體材料，其小尺寸使得它們具有與相同材料的較大尺寸版本不同的電子能級(jí)。通過(guò)控制量子點(diǎn)的大小，研究人員可以控制相關(guān)的能量水平-這些能量水平為量子點(diǎn)提供了新穎的光學(xué)特性。這些特性使得量子點(diǎn)有望用于光電子和顯示技術(shù)等應(yīng)用，但是量子點(diǎn)被配體包圍，配體是對(duì)熱敏感的有機(jī)分子。如果配體被破壞，則量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)受損，我們希望用二氧化硅涂覆棒狀量子點(diǎn)以保持其化學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，”前博士生BryanAnderson說(shuō)。北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的學(xué)生，他是該論文的主要作者。“但是，以精確的方式涂覆量子點(diǎn)納米棒會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。

其他研究團(tuán)隊(duì)以前的工作已經(jīng)在溶液中使用水和氨來(lái)促進(jìn)用二氧化硅涂覆量子點(diǎn)納米棒。然而，這些技術(shù)并不能獨(dú)立控制該過(guò)程中使用的水和氨的量，通過(guò)獨(dú)立控制所用的水和氨的量，北卡羅來(lái)納州研究人員能夠達(dá)到或超過(guò)以前方法所達(dá)到的二氧化硅涂層的精度。此外，使用他們的方法，NC州團(tuán)隊(duì)能夠在一天內(nèi)完成整個(gè)二氧化硅涂層工藝-而不是其他工藝所需的一到三周。

“加工時(shí)間很重要，因?yàn)榧庸み^(guò)程越長(zhǎng)，被涂覆的量子點(diǎn)納米棒就越有可能降解，”NCState的材料科學(xué)與工程副教授，高級(jí)作者喬·特雷西說(shuō)。紙?！爱?dāng)我們考慮將這一過(guò)程擴(kuò)展到制造過(guò)程時(shí)，時(shí)間因素也可能很重要，也就是說(shuō)，研究人員仍有問(wèn)題，施加二氧化硅涂層的過(guò)程蝕刻量子點(diǎn)納米棒的硫化鎘表面，其將納米棒的長(zhǎng)度縮短多達(dá)四或五納米。該縮短表示蝕刻，這降低了量子點(diǎn)納米棒發(fā)射的光的亮度。

“我們認(rèn)為氨可能是罪魁禍?zhǔn)祝碧乩孜髡f(shuō)?！拔覀冇幸恍┪覀冋谧非蟮南敕ǎ瑢Ｗ⒂谌绾斡冒碧娲硪环N催化劑，以最大限度地減少蝕刻，并更好地保護(hù)量子點(diǎn)納米棒的光學(xué)特性。

該論文“具有受控形態(tài)的CdSe/CdS核/殼量子點(diǎn)納米棒的二氧化硅外涂層”在線發(fā)表在“材料化學(xué)”雜志上。該論文由前任博士吳偉辰共同撰寫(xiě)。特雷西實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生。這項(xiàng)工作是在國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助號(hào)DMR-1056653的支持下完成的。