Эффективное преобразование с помощью квантовых точек

Квантовая точка (КТ), или также искусственный атом или полупроводниковый нанокристалл, представляет собой полупроводниковый чип, размер которого составляет несколько нанометров. Эффективность фотолюминесценции (количество излучаемых фотонов, разделенное на количество поглощенных фотонов) лучших нанокристаллических квантовых точек превышает 90%. Такая высокая производительность в принципе может быть достигнута для любого видимого цвета люминесценции КТ или комбинации цветов (включая белый). Следовательно, преобразование фотолюминесценции (преобразование фотона с более высокой энергией в фотон с более низкой энергией) с использованием КТ и эффективного источника синего или УФ излучателя накачки может создать высокоэффективные источники белого света с точно настраиваемыми спектрами. Однако предыдущие попытки реализовать эту идею не привели к созданию высокоэффективных устройств из-за недостатков химии КТ и большого (нежелательного) самопоглощения света в структуре оптического устройства. В недавней демонстрации, показанной на рисунке, преобразование света с понижением частоты было достигнуто с использованием одного монослоя КТ, нанесенного на оптическое волокно, которое накачивалось светом синего светодиода (длина волны излучения λ = 475 нм), направленным в волокно. Синий свет, распространяющийся по волокну, поглощается монослоем КТ, что приводит к переизлучению КТ на длине волны λ = 610 нм и смешанному цветовому сигналу. Отсутствие самопоглощения в такой геометрии потенциально может привести к более высокой эффективности [Bulović и др., подана заявка на патент].

(Слева) Фотография люминесцентного волокна с длиной волны λ = 475 нм, излучающение неорганического светодиода. (Справа) Спектральное излучение указанного участка волокна, показывающее люминесценцию КТ на λ = 610 нм вместе с рассеянным синим светом светодиода [V. Bulović, частное сообщение].