超薄的金属氧化物层可以改变量子点的行为方式，在某些情况下使它们变成更有效的发光体。
华盛顿——来自阿拉巴马大学亨茨维尔分校和俄克拉何马大学的研究人员发现了一种控制量子点特性的新方法，量子点是半导体材料的微小块，根据其大小发出不同的颜色。量子点非常小，以至于开始表现出类似原子的量子特性，它有广泛的潜在应用，从传感器、发光二极管和太阳能电池，到生物医学成像的荧光标签和量子计算中的量子位。
量子点之所以如此有用的一个关键特性是它们的荧光。科学家可以通过调整量子点的大小来“调节”量子点，使其发出特定颜色的光——小的点发出蓝色的光，大的点发出红色的光。然而，随着时间的推移，这些光点的发光能力会随着暴露在光线和空气中而改变。
阿拉巴马大学亨茨维尔分校的物理学家赛义德·萨德吉(Seyed Sadeghi)想知道是否有可能更好地控制量子点对环境的反应。他的团队此前发现，将某种类型的量子点放在纳米薄的铬和氧化铝层上，会显著改变量子点的行为:氧化铝提高了它们的发射效率，而氧化铬增加了暴露在空气中的量子点的降解率。研究人员决定将他们的研究扩展到具有不同结构的量子点。
量子点有各种各样的形状、大小和材料。Sadeghi和他的同事最近的研究发表在AIP出版社的《应用物理学杂志》上，研究人员探索了四种不同类型的商业化量子点的行为。一些量子点有保护壳，而另一些没有。此外，一些点的核是由二元材料(两种半导体)制成的，而另一些点的核是三元材料(三种半导体)。所有的量子点都是通过化学合成制造出来的。
研究人员发现，超薄的氧化铝可以使量子点发光更亮，而且这种效果对没有保护壳的量子点更为显著。他们还发现，在与空气中的氧气发生反应后，拥有二元和三元核的量子点会收缩，而放在氧化铝上的三元核点会发光更亮，尽管收缩了。Sadeghi说，这一观察结果让研究人员感到惊讶，虽然他们还没有找到这种差异的原因，但他们仍在继续研究。
Sadeghi说:“这些研究的结果可以提高量子点的发射效率，这是许多应用的一个重要特征，如发光设备、传感器、探测器、光伏设备，以及广泛的量子和纳米尺度物理现象的研究。”他指出，量子点已经帮助提高了许多光学设备的效率，进一步开发和应用量子点的独特特性，包括在生物成像和医学领域，仍然是科学研究的主要焦点。作为他们自己研究的下一步，Sadeghi和他的同事们计划研究当金属氧化物靠近金属纳米颗粒时，它们如何影响量子点的行为。
欲了解更多信息，请访问www.aip.org．
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