Cílená modifikace elektronové struktury křemíkových nanokrystalů pomocí organických ligandů

Text

Pomocí kvantově-mechanických výpočtů na bázi funkcionálu hustoty a konceptu "fuzzy" pásové struktury konečných krystalů jsme ukázali, jak vhodnou volbou organických ligandů optimalizovat přenos elektrického náboje z centra na povrch nanokrystalu tak, aby se maximalizovala pravděpodobnost zářivého přechodu z křemíkových nanokrystalů. Dosažení účinné luminiscence z křemíku a dalších polovodičů s nepřímým zakázaným pásem (C, Ge) umožní integrovat fotonické obvody do současných mikroprocesorů. 

Paleta křemíkových nanočástic s organickými ligandy různé elektronegativity
Popis

Symetrická nanočástice s krystalickým jádrem tvořeným 232 atomy křemíku (o průměru 2 nm) pokrytá různými kovalentně vázanými organickými ligandy (vodík, alifatické uhlovodíky, fluorované alifatické uhlovodíky). Sytost modré barvy reprezentuje elektronegativitu prvků, která způsobuje vznik elektrostatického pole a přenos elektronů z jádra nanočástice na povrch. Tímto způsobem jsou vlnové funkce elektronů a děr v krystalu pozměněny tak, že zářivá rekombinace elektronu a díry přestává být zakázanou na rozdíl od objemového materiálu.

 

 

Kontaktní osoba: Ing. Prokop Hapala, Ph.D.

Spolupracující instituce: 

University of Amsterdam, Netherlands,

Italian Institute of Technology, Genova, Italy