Fig. 1. Gli spettri di assorbimento PL e UV-Vis sono mostrati in (a) per B-CQD e in (b) per R-CQD. (c) Il diagramma dei livelli di energia e dei canali di transizione elettronica per l'emissione di PL da B- (pannello di sinistra) e R-CQD (pannello di destra). Attestazione:SONG Dan
Recentemente, ricercatori guidati dal Prof. XU Wen dell'Istituto di fisica dello stato solido degli Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), insieme ai loro collaboratori della Southwest University di Chongqing, applicato la spettroscopia nel dominio del tempo Terahertz (THz TDS) per studiare le proprietà optoelettroniche dei punti quantici di carbonio fluorescente (FQCD).
I punti quantici di carbonio (CQD) sono una classe di materiali di carbonio a dimensione zero, che hanno attirato grande attenzione per le loro eccezionali proprietà ottiche e optoelettroniche. È un materiale ecologico promettente per la realizzazione di illuminazione e display a colori, in quale caso, gli FCQD devono essere utilizzati allo stato solido.
Questa volta, il gruppo di ricerca ha preparato due tipi di FCQD, che potrebbe emettere luci blu brillante (B-CQD) e rosse (R-CQD) in soluzioni sotto eccitazione ottica.
Dopo aver studiato la risposta optoelettronica THz di particelle FCQD secche con range di temperatura da 80 a 280 K, hanno scoperto che gli R-CQD si comportavano come un isolante ottico nell'intervallo 0,2-1,2 THz, mentre i B-CQD hanno sperimentato la transizione da isolante a semiconduttore con l'aumento della frequenza e della temperatura delle radiazioni THz. La conduttanza ottica e i parametri fisici chiave degli FCQD potrebbero essere dedotti dagli spettri di trasmittanza THz.
Questi risultati spiegano il meccanismo di questo fenomeno e porterebbero a una comprensione più sufficiente delle proprietà fisiche di base delle FCQD.
Questa è la prima volta che gli scienziati hanno applicato il THz TDS allo studio delle CQD secche. E un interessante fenomeno di transizione da isolante a semiconduttore in FCQD nella larghezza di banda THz è stato osservato sperimentalmente, indicando che i CQD possono essere utilizzati per realizzare i materiali e i dispositivi optoelettronici avanzati THz.
Fig. 2. Spettri della trasmittanza indotta da R-CQD (curve tratteggiate) e B-CQD (curve solide) a diverse temperature come indicato. Attestazione:SONG Dan
Fig.3. Il parametro relativo alla densità dei portatori R=gn e /m * (pannello superiore), il tempo di rilassamento del portatore (pannello inferiore) e il fattore di localizzazione del portatore c (riquadro) in funzione della temperatura per i B-CQD. I simboli sono ottenuti adattando i risultati sperimentali con il DSF, le curve sono date con fitting teorico. Attestazione:SONG Dan
