使用量子点创建新的超材料

科学家们利用三溴化铯铅制成的乐高积木，创造出了具有惊人光学特性的材料。

三溴化铯铅存在于一种称为钙钛矿的材料中，呈十纳米立方纳米晶体的形式，充当量子点。

通过将类似乐高的立方体组装成有序的球体或超晶体，包括物理研究学院的研究人员在内的一个国际团队能够操纵这些结构发出的光的波长和亮度。

这种效应是由于充当元原子的超晶体造成的：小于光波长的结构，作为称为超材料的阵列，表现出与均质天然材料非常不同的行为。

该作品发表于 纳米消息， 非线性物理中心主任尤里·基夫查尔教授表示，这表明首次使用由较小部件组成的元原子。

基夫查尔教授说：“复杂元原子的想法很久以前就出现了，但它只是来自科幻小说的理论概念。”

“事实证明，元原子可以变得非常复杂，其属性可以随意控制，令人惊讶的是，几年后我们可能会说科幻小说已经成为现实。”

该团队选择钙钛矿纳米晶体是因为它们含有激子共振，从而产生强烈的荧光。瑞士苏黎世联邦理工学院的合作者利用自组装技术制造了超晶体，形成直径五十到几百纳米的球体，并将它们送到澳大利亚国立大学进行实验。

随后，博士生 Pavel Tonkayev 进行了光致发光实验，结果表明超晶体支持米氏共振，米氏共振与激子共振相结合，增强了荧光，使其加速了 3.3 倍。

超晶体还改变了荧光的最大波长，改变的量与其尺寸成正比。将室温下的实验与 6 开尔文的结果进行比较，他们还发现荧光峰分裂为两个。

该期刊论文的主要作者通卡耶夫先生表示，通过调整超晶体的尺寸和几何形状来控制发射的能力对超光子学来说是一个巨大的推动。

“超晶体尺寸的差异可以控制超晶体光致发光的光谱特性、强度和动力学。”

“这为全介电元光子学提供了新的自由度，这将为未来的设备提供新的功能。”

本文最初由澳大利亚国立大学物理研究学院发表。