(Phys.org) - Een team van onderzoekers van het Indian Institute of Science in Bangalore heeft ontdekt dat met mangaan gedoteerde kwantumstippen die oranje lijken, in feite een mengsel zijn van veel stippen van verschillende kleuren. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , het team beschrijft hoe bij microscopisch onderzoek van een monster van schijnbaar oranje kwantumstippen, ze ontdekten een mix van stippen van verschillende kleuren die het monster zijn algehele oranje tint gaven.

Eerder onderzoek heeft uitgewezen dat er kwantumstippen kunnen worden gemaakt die verschillende kleuren uitstralen, afhankelijk van hoe groot ze zijn. Dergelijke stippen absorberen fotonen met een korte golflengte en zenden fotonen met een lange golflengte uit. De kleur van de uitgezonden fotonenstroom hangt af van de grootte van de stip, omdat deze de kwantum- en energietoestand bepaalt. Wetenschappers bestuderen gekleurde kwantumstippen omdat men denkt dat ze kunnen worden gebruikt om verlichtings- of weergaveapparaten te maken. Een groot nadeel van het gebruik ervan, echter, is het materiaal dat is gebruikt om ze te maken:cadmium-selenide. Het is zeer giftig. Om die reden, onderzoekers zijn op zoek naar andere materialen als vervanging. In deze nieuwe poging de onderzoekers creëerden lichtemitterende kwantumstippen met behulp van een zink-cadmium-zwavellegering die was gedoteerd met mangaan. Voorafgaand onderzoek met vergelijkbare materialen heeft geresulteerd in monsters die resulteren in het uitstralen van slechts één kleur:oranje.

Om meer te weten te komen over waarom de dot-samples slechts één kleur uitstraalden, de onderzoekers verspreidden een enkele laag van de stippen over een polymeerfilm, het mogelijk maken om het van dichterbij te bekijken met behulp van een microscoop. Tot hun verbazing, ze ontdekten een regenboog van kleuren die door de stippen werd uitgestraald. De sinaasappel was gewoon de kleur die werd geproduceerd toen ze werden gemengd. Omdat kwantumdots gemaakt via mangaandoping niet kleurafhankelijk zijn van grootte, de onderzoekers theoretiseerden dat de verschillende kleuren die ze zagen het resultaat waren van waar hun ionen zich op de stippen bevonden - sommige waren op of nabij het oppervlak, anderen waren in de buurt van het centrum.

Om hun theorie te testen, het team bedekte sommige stippen met een laag materiaal dat niet was gedoteerd, voorkomen dat ionen zich op het puntoppervlak bevinden. Door dit te doen, ze ontdekten dat het uitgestraalde licht blauwer was dan vergelijkbare stippen zonder de coating. Dus, ze toonden aan dat hun theorie correct was, terwijl ze ook een manier demonstreerden om de kleur van de stippen die ze maakten aan te passen.

De onderzoekers zijn van mening dat de gekleurde stippen breder kunnen worden gebruikt dan alleen in verlichting of weergaveapparaten, wat suggereert dat ze ook in zonnecellen kunnen terechtkomen.

© 2013 Phys.org