Onderzoekers van het Skolkovo Instituut voor Wetenschap en Technologie (Skoltech) hebben ontdekt waarom kwantumstippen en nanostaafjes helderder worden nadat ze chemisch zijn gereinigd en gedroogd. Het blijkt dat de chemische samenstelling en interne structuur van deze halfgeleider nanostructuren veranderen; sommige defecten die ervoor zorgen dat de luminescentie vervalt, worden geëlimineerd, terwijl het aantal stralingsrecombinatiecentra daardoor aanzienlijk toeneemt.

Quantum dots en nanostaafjes zijn halfgeleider nanokristallen met unieke optische eigenschappen die ze veelbelovende materialen maken voor gebruik in verschillende opto-elektronische apparaten, waaronder lasers, LED's, zonnecellen en fotodetectoren. De efficiëntie van dergelijke apparaten wordt echter vaak beperkt door de lage kwantumopbrengst van kwantumdots en nanostaafjes, wat te wijten is aan de aanwezigheid van verschillende defecten en onzuiverheden in hun structuur.

Om de prestaties van opto-elektronische apparaten te verbeteren, is het noodzakelijk om de kwantumopbrengst van kwantumstippen en nanostaafjes te vergroten. Dit kan worden bereikt door de defecten en onzuiverheden te elimineren, of door het aantal stralingsrecombinatiecentra te vergroten.

In hun werk ontdekten Skoltech-onderzoekers dat het chemisch reinigen en drogen van kwantumdots en nanostaafjes hun kwantumopbrengst aanzienlijk kan verhogen. Ze ontdekten dat de chemische samenstelling van de nanostructuren na het schoonmaken verandert, waarbij sommige defecten worden geëlimineerd. Bovendien neemt het aantal stralingsrecombinatiecentra dramatisch toe, wat leidt tot een toename van de luminescentie-intensiteit.

Er is dus aangetoond dat chemisch reinigen en drogen kan worden gebruikt als een effectieve methode om de kwantumopbrengst van kwantumdots en nanostaafjes te verbeteren, en daardoor de efficiëntie van opto-elektronische apparaten op basis van deze materialen te vergroten.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nanoscale.