发布时间:2009-05-16 09:10 原文链接: 美科学家研制出无闪烁新型纳米晶体

  据《自然》杂志网站与《每日科学》网站报道,十多年来,由于光学闪烁现象,科学家在以单个分子制成可持续发光的光源领域的尝试一直未果。而今,美国罗彻斯特大学科学家破解了这一现象背后隐藏的基本物理原理,并与柯达公司、美国海军实验室和康奈尔大学的研究人员一起研制成一种能持续发光的纳米晶体,并已合成出具有各种组成的纳米晶体。此项发现很有可能为研制更廉价与更多用途的激光、更明亮的LED照明设备等打开大门。

  许多分子,以及只有10亿分之一米大小的晶体,都能吸收和发射光子。与向外辐射光子不同的是,在其吸收光子的随机期,能量将被转化为热量,导致能量的白白流失。而这些“黑暗”时期与其辐射光子的正常时期交替出现,就会造成分子及晶体的“闪烁”现象。

  领导该项研究的是罗切斯特大学化学系副教授托德·克劳斯,研究人员在对已合成的新型纳米晶体进行逐一检查后,并没有发现预想中的闪烁现象。即使在持续监测4个小时后,仍未发生一次闪烁,这是前所未闻的现象,因为常规晶体在几毫秒至几分钟内就会发生闪烁现象。研究显示,新型纳米晶体的特殊结构正是“闪烁”现象不再发生的重要原因。常规纳米晶体的核心为一种半导体材料组成,其外面的保护壳则为另一种材料组成,两种材料间具有明显的分界线。而新型纳米晶体的核心为镉和硒组成,保护壳则由锌与硒组成,两者之间存在着均匀的过渡结构,可有效阻止纳米晶体对光子的吸收,从而使其辐射的光子流与吸收的光子流保持稳定。

  克劳斯表示,目前制造不同颜色的激光仍要基于不同的材料和工艺流程,而新型纳米晶体只需一次制造过程便可制成不同颜色的激光,即只需改变纳米晶体的大小,就可改变光的颜色,简便易行。新型纳米晶体可实现更高水平的生物标记追踪,还可为制造廉价灵活的激光器和亮度更高的LED照明设备奠定基础,并有望取代现有的有机发光二极管照明系统。未来在一个平面上涂刷不同大小的纳米晶体,就能创造出像纸一样薄的显示器,或是一面以任意颜色照亮房间的墙。

 

  更多阅读

  《自然》发表论文摘要(英文)

相关文章

新型晶体能自主“呼吸”氧气

由韩国釜山大学与日本北海道大学联合组成的研发团队,研制出一种具有革命性的新型晶体材料。这种材料能在相对温和的温度条件下,像生命体般反复进行氧气的吸收与释放。这项突破性发现将为燃料电池等清洁能源技术的发......

我国学者在纳米多特异性抗体研究中取得进展

图纳米多特异性抗体设计策略。(a)基于融合蛋白复合型“纳米适配子”构筑纳米多特异性抗体;(b)纳米多特异性抗体的抗肿瘤机制在国家自然科学基金项目(批准号:52130301、32430059、32071......

研究通过纳米限域结晶构筑高性能呋喃聚酯

当前,开发可再生的生物基材料是替代传统塑料、推动可持续发展的关键路径之一。作为颇具潜力的生物基平台化合物之一,2,5-呋喃二甲酸基聚酯却受困于强度-韧性-阻隔性的“性能三角”权衡难题。中国科学院宁波材......

纳米粒子减缓乳腺癌发展机理揭示

巴西奥斯瓦尔多克鲁兹基金会研究人员发现了纳米粒子有效抑制癌细胞发展的相关机理,即纳米粒子能有效抑制癌细胞增殖,也能阻止肿瘤向其他器官转移。相关论文发表在最新一期《癌症纳米技术》上。研究人员将患有乳腺癌......

第七届纳米能源与纳米系统国际会议开幕

6月28日,2025中关村论坛系列活动——第七届纳米能源与纳米系统国际会议(NENS2025),在北京开幕。大会由中国科学院北京纳米能源与系统研究所主办,聚焦“纳米能源与纳米系统前沿与应用”这一主题,......

纳米“快递”能送药直达肺部

由美国俄勒冈州立大学、俄勒冈健康与科学大学和芬兰赫尔辛基大学组成的国际团队,近日研发出一种创新性的纳米粒子载体,能够像精准导航的无人机,将基因药物直接投送至肺部病灶。这项同时发表于《自然·通讯》杂志和......

我国学者在纳米孔稀土分离分析方面取得新进展

图(a-b)基于双配体策略的工程化MspA纳米孔检测稀土原理示意图;(c)16种稀土的单分子纳米孔信号;(d)16种稀土的纳米孔信号的散点图展示在国家自然科学基金项目(批准号:22225405、223......

在纳米尺度上“搭原子积木”薛其坤团队在常压环境下实现镍基高温超导

近日,由国家最高科学技术奖获得者薛其坤院士领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队,发现常压下镍氧化物的高温超导电性相关研究成果在《自然》杂志发表,为解决高温超导机理的科学难......

我科研团队揭示纳米尺度下晶粒几何形状与稳定性关系

你能想象吗?在那些看似普通的金属里,藏着一个由无数微小“积木”搭成的微观世界。这些“积木”就是晶粒。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心李秀艳团队在研究纯铂的晶粒时,首次发现了纳米尺度下Kel......

中外科研团队首次制备出多层堆叠二维聚苯胺晶体

记者2月6日从中国科学院宁波材料技术与工程研究所获悉,该所张涛团队联合德国德累斯顿工业大学等科研团队,首次制备出一种多层堆叠的二维聚苯胺(2DPANI)晶体,为导电聚合物材料研究开辟新途径。相关研究成......