量子点可以更大更好

美国研究人员制造出具有创纪录发射寿命的 “巨型”核壳量子点

伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员参与的一项新研究在多功能光子纳米材料的合成方面取得了里程碑。

在美国化学学会期刊《纳米快报》上发表的一篇论文中，他们报道了 “巨型”核壳量子点的合成，其发射寿命创下纪录。此外，可以通过对材料的内部结构进行简单的改变来调整寿命。

该小组包括普林斯顿大学和宾夕法尼亚州立大学的合作者，展示了一种新的结构性质概念，该概念赋予了通过在抛物线势能表面上调整电荷载流子的动能来在核/壳异质结构内空间定位电子或空穴的能力。

根据UIC化学家Preston Snee的说法，这种电荷载流子分离会延长辐射寿命，并在单个纳米颗粒水平上连续发射。

UIC化学副教授、该研究的高级合著者Snee表示：“这些特性使光学的新应用成为可能，促进了时间门控单粒子成像等新方法，并为其他新的先进材料的开发创造了空间。”

Snee和该研究的第一作者、UIC化学博士后助理Marcel Pálmai与普林斯顿大学的Haw Yang等人合作，用光激发量子点粒子，使其处于“激子”状态。激子是一个电子/空穴电荷对，在新材料中，电子从中心转移到壳层，在那里它被捕获达500纳秒以上，这代表了这种纳米材料的记录。

他们写道：“作为发射材料，量子点有望创造出更节能的显示器，由于其强大的光学性能，可以用作生物医学研究的荧光探针。它们的吸收能力是有机染料的10倍至100倍，几乎不受光漂白的影响，这就是为什么它们被用于新型三星QLED-TV的原因。”。

研究人员表示，这些新粒子对基础生物学发现具有巨大的功效。

他们论文中提出的量子点以红色波长发射，使散射最小化，而长寿命允许在较少背景噪声的情况下进行生物成像。在单粒子水平上，新的量子点连续发射，因此研究科学家可以标记与癌症相关的蛋白质，并跟踪生物动力学，而不丢失信号的轨迹，这是目前此类研究的常见问题。

在未来的研究中，该小组计划证明这种材料是光学器件（如微米级激光器）的良好组件。

参考文献

'Parabolic Potential Surfaces Localize charge Carriers in Nonblinking Long-Lifetime Giant Colloidal Quantum Dots' by Marcell Pálmai et al: Nano Lett. 2022

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