Сильная люминесценция в наноконусахШмитт и его коллега Джордж Сэро осветили отдельные кремниевые наноколонны и наноконусы, используя красный лазерный свет (660 нанометров) и измерили радиацию, которая впоследствии испускалась как люминесценция образцом. Известно, что люминесценция в кремнии (без любого наноструктурирования) обычно очень низкая, потому что взволнованные электроны едва повторно объединяются излучающе в этом материале (косвенная ширина запрещенной зоны).
Напротив, наноструктуры преобразовывают намного большую часть падающего света в электромагнитную радиацию в почти инфракрасном регионе. Этот эффект в наноконусах в 200 раз более силен, чем в наноколонках. «Это – самая высокая выгода люминесценции, когда-либо измеренная в кремниевой структуре», говорит Шмитт.Моделирование демонстрирует способы галереи шепота
Команда может также объяснить, почему это. Распространение электромагнитных волн в различных конфигурациях кремниевых нанопроводов может быть вычислено, используя числовое моделирование. Поскольку диаметр изменений наноконуса с высотой, есть несколько уровней, на которых инфракрасный свет конструктивно суперизложен, чтобы сформировать постоянные волны. Это увеличение облегчает увеличенное возбуждение электронов и таким образом выпуск люминесценции.
Это явление известно как Эффект Перселла в области. Если источник света расположен в оптическом резонаторе, непосредственной эмиссии легких увеличений. Наноконусы действуют как выдающиеся резонаторы, как оптические галереи шепота для света.
Дизайн управляет для новых устройств«Эти типы наноструктур, сделанных из отдельных конусов, не трудно изготовить», объясняет Шмитт. Они были бы легко объединены как новые компоненты в преобладающие полупроводниковые методы фальсификации CMOS, используемые для диодов, оптикоэлектронных выключателей и оптических датчиков, например.
Эти структуры могли даже произвести лазерный свет вместе с подходящей оптически активной средой, предположениями физика. «Мы можем получить простые правила дизайна для полупроводниковых наноструктур с этим видом знания, чтобы осуществить контроль над числом и длинами волны принятых способов и таким образом управлять люминесценцией», говорит Кристиансен.