Təməl yeniləyici nəzəri tədqiqat yüksək səmərəli işıq yayan cihazların və digər texnologiyaların inkişafında inqilab yarada bilər.

Ümumiyyətlə, nanokristallarda ən aşağı enerjili exciton zəif emissiya edir və “qaranlıq” eksiton adını qazanır. İşığın emissiyasını yavaşlatdığı üçün qaranlıq eksiton lazerlər və ya işıq yayan diodlar (LED) kimi nanokristal əsaslı cihazların işini məhdudlaşdırır . Alimlər uzun müddət qaranlıq həyəcanı aradan qaldırmağa çalışdılar.

Qabaqcıl Funksional Materiallar Nəzəriyyəsi Bölməsindən Ph.D. Con Lyons, “Biz həyəcan sıralamasının tərsinə çevrildiyi yeni materialları tapmaq üçün yola çıxdıq, beləliklə, ən aşağı enerjili eksiton parlaq olsun”. “Nəzəri modelləşdirməmizin verdiyi meyarlardan istifadə edərək materialların açıq mənbəli verilənlər bazası vasitəsilə axtarış edərək, biz 150-dən çox hədəfi müəyyən etdik. Biz bu siyahını qabaqcıl birinci prinsiplər üzrə hesablamalarla daha da daraltdıq və parlaq həyəcanlı nanomateriallar üçün 28 namizədlə yekunlaşdıq.”

Bu materialların daha təfərrüatlı modelləşdirilməsi göstərir ki, ən azı dörd nanokristallarda parlaq zəmin vəziyyəti eksitonları verə bilər. Sürix Federal Texnologiya İnstitutundan (ETH) professor David Norris və Enerji üçün Hibrid Üzvi-Qeyri-üzvi Yarımkeçiricilər Mərkəzindən (CHOISE) fəlsəfə doktoru Peter Sersel ilə əməkdaşlıqda edilən bu kəşf ultraparlaq və yüksək effektiv işıq yayan cihazların, lazerlərin və digər texnologiyaların inkişafı”, – deyə Lyon bildirib.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722493890&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-scientists-class-semiconductor-nanocrystals.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy43NCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI3LjAuNjUzMy43NCJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMjcuMC42NTMzLjc0Il1dLDBd&dt=1722493612956&bpp=1&bdt=785&idt=926&shv=r20240729&mjsv=m202407250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722493574%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722493574%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4397967498443&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1827&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31084128%2C31085664%2C44795921%2C95334526%2C95334830%2C95337026%2C95337868%2C95338227%2C95335246%2C95339228%2C95336266%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=339577265418401&tmod=2065675571&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Alexander Efros, Ph.D., baş alim, Materials Science bölməsi və məqalənin böyük müəllifi, tədqiqatın nəticələri haqqında ətraflı danışdı.

“Tədqiqatımızda infraqırmızıdan ultrabənövşəyiyə qədər geniş spektrdə işıq yaya bilən bir neçə parlaq eksiton materialı müəyyən etdik” dedi Efros. “Bu çox yönlülük onları optoelektronik tətbiqlər üçün çox faydalı edir. Bu geniş diapazonda parlaq eksitonik vəziyyətlərə malik nanokristalların mühəndisliyi qabiliyyəti daha yaxşı və daha səmərəli LED-lər, günəş batareyaları və fotodetektorlar yaratmaq üçün yeni imkanlar açır.”

Qaranlıq eksiton problemini həll etməklə, NRL alimləri çox uzun müddət dayanmış bir sahə olan parlaq eksiton nanostrukturlarına hücum etmək üçün böyük nanomaterial cəmiyyətini stimullaşdırmağa ümid edirlər. Bu gün bu materiallardan üçü NRL-də Nanoelmlər İnstitutu Proqramının Parlaq Nanokristal Emitentlər təşəbbüsünün bir hissəsi kimi yetişdirilir, məqsədi laboratoriyada parlaq həyəcanlı davranışı qəti şəkildə nümayiş etdirmək və gələcək dəniz texnologiyaları üçün istifadə etməkdir.

“Bizim tapıntılarımız yüksək məhsuldarlıqlı hesablama skrininqini, qələm və kağız nəzəriyyəsini və elektron strukturun yüksək dəqiqlikli hesablamalarını birləşdirməyin gücünü nümayiş etdirir” dedi Ph.D. Michael Swift. “Heç bir texnika tək başına kifayət etməyəcək, lakin biz birlikdə yeni ultraparlaq nanokristallar kəşf etdik və araşdırılmamış materiallar siniflərində parlaq həyəcanın gücünü açdıq.”

Qabaqcıl Funksional Materiallar Nəzəriyyəsi bölməsi funksional, struktur, bioloji və elektron materiallar sistemləri üzrə fundamental və tətbiqi tədqiqatları həyata keçirir. Bölmə materialların və sistemlərin simulyasiyası üçün yeni metodların, o cümlədən hesablama və nəzəri texnikanın orijinal inkişafı, mövcud yanaşmaların modifikasiyası və müəyyən edilmiş metodologiyaların yeni materiallara və sahələrə tətbiq edilməsinin öncülləridir. Bölmənin məqsədi indiki və gələcək dəniz əhəmiyyətli materialları anlamaq, təkmilləşdirmək və inkişaf etdirmək üçün nəzəriyyə və simulyasiyadan istifadə etməkdir.

Ətraflı məlumat: Michael W. Swift et al, Identification of Semiconductor Nanocrystals with Bright Ground State Excitons, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c02905

Jurnal məlumatı: ACS Nano