Energian siirtoa nanomitoissa

29.12.2015

Kypros-FRET-tehosiirto-hybireissa-275-t.jpgIlmiö nimeltä Förster resonanssi energian siirto (Förster resonant energy transfer, FRET) on yksi energian siirtoa kahden valoherkän molekyylin välillä luonnossa kuvaava mekanismi. Se on hiljattain havaittu myös kokeellisesti hybrideissä rakenteissa, jotka koostuvat epäorgaanisesta kvanttikaivosta ja pehmeästä puolijohdekalvosta.

FRET voi siirtää energiaa säteilemättömästi dipoli-dipoli kytkennän kautta. Siirron tehokkuus on kääntäen verrannollinen luovuttajan ja vastaanottajan välisen etäisyyden kuudenteen potenssiin.

Prosessi toteuttaa varauksensiirron sijaan pikemminkin energian siirtoa. Siten se tarjoa vaihtoehtoisen kontaktittoman tavan kiertää joitakin varauksiin liittyviä rajapinnan häviöitä.

Nyt University of Cyprus ja Cyprus University of Technology sekä University of Creten tutkijat ovat tehneet laajan tutkimuksen siitä, miten erilaiset rakenteelliset ja elektroniset parametrit vaikuttavat FRET-ilmiöön nitridisten kvanttikaivojen ja valoa emittoivien polymeerien rakenteissa.

Tutkimuksiensa avulla tutkijat uskovat voivansa optimoida energian siirron prosessia ja tunnistaa Förster-mekanismin rajoitukset ja vaikutukset käytännön laitteissa. Se voi tasoittaa tietä kehittää uusia laitteita, kuten hyvän hyötysuhteen ledejä ja aurinkokennoja.

Nitridit valittiin tutkimusalustaksi koska ne ovat jo tunnetaan hyvin ja niitä käytetään muun muassa sinisissä ledeissä. Lisäksi nitridirakenteiden toimintoja voidaan parantaa yhdistämällä niitä pehmeisiin puolijohteisiin kuten valoa emittoiviin polymeereihin.

Polymeerien spektrin viritettävyyttä ja vahvaa valon absorboitumisen ja emittoitumisen tehokuutta voidaan hyödyntää osoittamaan sinisen nitridiemission tehokasta alasmuunnosta, tarjoten järjestelmän tehokkaalle hybridiledille arvioivat tutkijat.

Tutkimuksissa selvisi, kuinka erilaiset rakenteiden muutokset vaikuttivat kvanttikaivon luminenssiin. Toisaalta se toi esiin, kuinka kvanttikaivon ja polymeerikalvon välisen välikerroksen elektroninen seostus heikentää FRET:in tehokkuutta. 

Aiheesta aiemmin:

Valon pilkahduksia

13.11.2019Uudenlaisia fotonisia nestekiteitä
12.11.2019Onnistumisia orgaanisissa
11.11.2019Kohti älykkäitä mikrorobotteja
09.11.2019Suomen suurin valtti kybersodassa on luottamus
08.11.2019Jäähdytystekniikkaa 3D-elektroniikalle vaikka avaruuteen
07.11.2019Uusia tiloja grafeenin taikakulmassa
06.11.2019Kohti antiferromagneettisia muisteja
05.11.2019Muuntaa 2D-tasot pehmeiksi ja joustaviksi 3D-rakenteiksi
04.11.2019Tarkempia kiderakenteita ja proteiineja aurinkokennoihin
01.11.2019Kvanttiakussa ei synny häviöitä

Siirry arkistoon »