Quantum dots zijn kleine halfgeleiderdeeltjes met unieke optische en elektronische eigenschappen. Ze worden onderzocht voor gebruik in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals zonnecellen, lichtemitterende diodes (LED's) en lasers.

Een van de uitdagingen bij het gebruik van kwantumdots is dat ze kunnen knipperen of met tussenpozen licht kunnen uitstralen. Dit knipperen kan worden veroorzaakt door verschillende factoren, waaronder defecten in het quantum dot-materiaal, de aanwezigheid van onzuiverheden en de temperatuur.

Onderzoeker van het Argonne National Laboratory, dr. Mariana Berciu, onderzoekt wat ervoor zorgt dat kwantumstippen knipperen. Ze gebruikt een combinatie van experimentele en theoretische technieken om de mechanismen achter het knipperen te onderzoeken. Haar werk zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe manieren om knipperen te controleren en te voorkomen, waardoor kwantumstippen bruikbaarder zouden worden voor een verscheidenheid aan toepassingen.

Knipperende kwantumdots

Quantum dots zijn doorgaans gemaakt van halfgeleidermaterialen, zoals cadmiumselenide (CdSe) of indiumfosfide (InP). Ze zijn doorgaans slechts enkele nanometers groot, wat ongeveer 100.000 keer kleiner is dan de breedte van een mensenhaar.

Vanwege hun kleine formaat hebben kwantumdots unieke optische en elektronische eigenschappen. Ze kunnen bijvoorbeeld licht van verschillende kleuren uitstralen, afhankelijk van hun grootte en samenstelling. Deze eigenschap maakt ze veelbelovende kandidaten voor gebruik in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals zonnecellen, LED's en lasers.

Een van de uitdagingen bij het gebruik van kwantumdots is echter dat ze kunnen knipperen of met tussenpozen licht kunnen uitstralen. Dit knipperen kan worden veroorzaakt door verschillende factoren, waaronder defecten in het quantum dot-materiaal, de aanwezigheid van onzuiverheden en de temperatuur.

Dr. Onderzoek van Mariana Berciu

Dr. Mariana Berciu is een onderzoeker van het Argonne National Laboratory die onderzoekt wat de oorzaak is van het knipperen van kwantumstippen. Ze gebruikt een combinatie van experimentele en theoretische technieken om de mechanismen achter het knipperen te onderzoeken.

Een van de experimentele technieken die Dr. Berciu gebruikt is fotoluminescentiespectroscopie. Deze techniek houdt in dat er een licht op een quantum dot-monster schijnt en het uitgestraalde licht wordt gemeten. Het emissiespectrum kan informatie verschaffen over de energieniveaus van de quantum dot en de mechanismen achter het knipperen.

Een andere experimentele techniek die Dr. Berciu gebruikt is tijdsopgeloste fotoluminescentiespectroscopie. Deze techniek omvat het schijnen van een gepulseerde laser op een quantum dot-monster en het meten van het licht dat in de loop van de tijd wordt uitgezonden. Het tijdsopgeloste emissiespectrum kan informatie verschaffen over de knipperende dynamiek van de kwantumdot.

Naast experimentele technieken gebruikt Dr. Berciu ook theoretische technieken om de mechanismen achter het knipperen te onderzoeken. Ze gebruikt de kwantummechanica om de elektronische structuur van kwantumstippen te modelleren en de knippersnelheid te berekenen.

Toepassingen van het onderzoek van Dr. Berciu

Het onderzoek van Dr. Berciu zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe manieren om knipperen te controleren en te voorkomen. Dit zou kwantumstippen bruikbaarder maken voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals zonnecellen, LED's en lasers.

In zonnecellen kan knipperen bijvoorbeeld de efficiëntie van de cel verminderen. Door knipperen te voorkomen zou het mogelijk zijn om de efficiëntie van zonnecellen te verhogen en ze kosteneffectiever te maken.

Bij LED's kan het knipperen ervoor zorgen dat het licht flikkert. Door knipperen te voorkomen, zou het mogelijk zijn LED's te creëren die een stabiel licht uitstralen.

Bij lasers kan knipperen ervoor zorgen dat de laser lichtpulsen produceert in plaats van een continue straal. Door knipperen te voorkomen, zou het mogelijk zijn lasers te creëren die een continue lichtstraal produceren.

Het onderzoek van Dr. Berciu helpt het begrip van kwantumdots en hun toepassingen te vergroten. Haar werk zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe technologieën die kwantumdots gebruiken om de efficiëntie van zonnecellen, de prestaties van LED's en de betrouwbaarheid van lasers te verbeteren.