Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Фотодиоды и фотопроводники: механизмы разделения зарядов и структуры и конфигурации устройств.
Структура и характер роста самоупорядоченных нанокристаллов SiGe.

Квантовые точки: маленькие, да удаленькие

Ключевые слова:  квантовые точки, Наноазбука, периодика

Автор(ы): В.Уточникова

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

10 июня 2010

По ряду причин полупроводниковые квантовые точки не так явно представлены в истории нанотехнологий, во всяком случае, по сравнению о сканирующей туннельной микроскопией, молекулярно-лучевой эпитаксией или углеродными нанотрубками. Однако развитие квантовых точек происходит по крайней мере не меньшее время, чем каждого из этих гигантов нанотехнологий, и является целью такого же количества исследований. И хотя в них, возможно, отсутствует природная эстетическая геометрия, найденная в нанотрубках (и фуллеренах, и графен), сам факт того, что кантовые точки могут быть получены из различных элементов и приобретать различных формы и размеры, во многих дает им преимущество над узкопрофильными углеродными материалами. Это отражается в числе фундаментальных исследований, которые можно выполнить с помощью квантовых точек, ширине потенциальных применений этих материалов - и, конечно, в патентных спорах.

Обобщая, можно выделить две группы квантовых точек: химики предпочитают "мокрые" методы для получения относительно больших объемов коллоидных квантовых точек, которые обычно пассивируются органическими молекулами на поверхности. Физики же предпочитают работать с эпитаксиальными квантовыми точками или самоупорядоченными КТ на подложке. Также можно получить квантовую точку, поймав отдельную молекулу или наночастицу между двумя электродами, присоединяя электроды к нанотрубке или графену или изменяя уровень легирования монокристалла полупроводника. Еще большего разнообразия можно достигнуть за счет того, что, например, заключенная между электродами наночастица может быть металлической, ферромагнитной или сверхпроводящей.

Важные характеристики квантовых точек включают то, что уровни энергии, занимаемые носителями заряда, квантуются, подобно тому как происходит в молекулах и атомах, а растояние между валентной зоной и зоной проводимости растет с уменьшением их размера, что уменьшает длину вольны их люминесценции. Электрон-электронные взаимодействия также усиливаются, начинают наблюдаться одноэлектронные эффекты, такие как кулоновская блокада, и меняются химические свойства, такие как окислительно-восстановительный потенциал.

Изучение коллоидных квантовых точек началось в начале 1980-х годов, а Луи Брю (тогда сотрудник лаборатории Белла, а сейчас - университета Колумбии) даже был награжден первой Премией Кавли в области нанотехнологий в 2008 году за свои пионерские исследования в этой области. Они в течение многих лет широко использовались в биомедицинских применениях, и недавно исследователи открыли метод "включения-выключения" люминесценции квантовых точек. Позже оптические свойства квантовых точек для улучшения эффективности светодиодов получения более естественно света, и были исследованы возможности их применения в камерах, дисплеях и для солнечной энергетики. Основной задачей для всех компаний, имеющих дело с коллоидными квантовыми точками, является отказ от токсичных материалов, таких как кадмий.

Исследования в области эпитаксиальных квантовых точек явился действительно прорывом, который начался с изучения двумерных электронных газов в многослойных полупроводниковых устройствах, а затем продолжился экспериментами по квантовым нанопроволокам, и наконец в конце 1980-х годов завершился нульмерными структурами. Сам термин "квантовая точка" принадлежит Марку Риду, который ввел его в своей публикации в 1988 году.

Исследования в этой области активно продолжаются до их пор. Так, Герасимос Константатос и Эдвард Сарджент используют коллоидные квантовые точки и металлические наночастицы для детектирования фотонов (Рис. 1). Создание конкурентоспособных детекторов включает оптимизацию такого ряда факторов, как поглощение, время отклика и уровень шума.

Сильвано ди Франчеши с сотрудниками проводят эксперименты по самосборке кремний-германиевых квантовых точек на подложке из кремния (Рис. 2), поскольку для создания новых устройств для применений в электронике и спинтронике необходимо лучшее понимание поведения носителей заряда (в данном случае дырок) в таких квантовых структурах. Создание однофотонных излучателей является еще одной интенсивно развивающейся областью.

Но вне зависимости от того, как или для чего они получены, у квантовых точек в наноэлектронике явно более яркое будущее, чем было прошлое.



Средний балл: 10.0 (голосов 4)

 


Комментарии
Андрей, 11 июня 2010 01:14 
А когда наши фнм-овские статьи в Nature начнут перепечатывать на нанометре?
Напиши - перепечатаем. Статьи Синицкого - а работу у Трусова...
давайте ссылки - перепечатаем!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ступени додецилсульфата натрия
Ступени додецилсульфата натрия

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Нитрид-борные нанокомпозиты для доставки лекарств. 2D наноматериалы помогут создать портативную искусственную почку. Обзор по cтрейнтронике. Доставка лекарств с помощью борнитридных фуллеренов. Речные фуллерены. Научный хит-парад 2018 по версии APS

Лекция Константина Севернинова: от бактериального иммунитета к геномному редактированию
20 декабря состоялась лекция молекулярного биолога, профессора Константина Северинова.
На лекции обсуждались вопросы: какова природа генетических болезней, и сможем ли мы лечить их в ближайшем будущем; что такое система CRISPR-Cas, и как бактерии используют её для борьбы с вирусами, и как изучение этого необычного механизма привело к созданию мощного инструмента геномного редактирования.

Наносистемы: физика, химия, математика (2018, том 9, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume9/9-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.