Созданы яркие квантовые точки Zintl-фазы для оптоэлектроники

Квантовые точки, синтезированные в этом исследовании, светятся ярко-красным светом под ультрафиолетом, демонстрируя беспрецедентную фотолюминесценцию. Автор: Мэттью Хауцингер, NREL

Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) синтезировали первые в своем роде коллоидные квантовые точки Zintl-фазы BaCd₂P₂, которые демонстрируют яркую фотолюминесценцию, химическую стабильность и состоят из распространенных на Земле материалов.

Как объяснил Мэттью Хауцингер, ученые пересмотрели соединения, разработанные 40-50 лет назад, но в значительной степени забытые, чтобы найти новые кандидаты для современной оптоэлектроники. Материалы Zintl-фазы привлекли внимание благодаря оптимальной ширине запрещенной зоны, длительному времени жизни носителей и устойчивости к дефектам.

«Стабилизация BaCd₂P₂ в виде квантовых точек помогает улучшить функциональность и отвечает на ключевые вопросы о производительности этих материалов», — добавил Сейдж Бауэрс.

Квантовые точки размером в несколько нанометров могут стать строительными блоками для полупроводников нового поколения, улучшающих светодиодное освещение, дисплеи, оптические волокна, солнечные панели и биовизуализацию.

Уникальность синтеза заключается в том, что квантовые точки BaCd₂P₂ продемонстрировали квантовый выход фотолюминесценции 21% уже при первом синтезе без сложных химических обработок. Это приближает их к промышленным стандартам.

Материал также обладает преимуществами с точки зрения цепочек поставок: он использует широкодоступные компоненты, производимые в США, что может снизить зависимость от критически важных минералов. Исследователи также экспериментируют с заменой кадмия на цинк для снижения токсичности.

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano и открывают путь к новому классу квантовых точек на основе Zintl-фаз.