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

 

"Спагетти" из триблок-сополимера
"Спагетти" из триблок-сополимера

Школа на ладони: у нас есть из чего строить будущее!
В начале октября 2017 года стартовала XI осенняя сессия конкурсной образовательной программы для школьников «Школа на ладони»

Факультет наук о материалах на Фестивале Науки в МГУ
Студенты, аспиранты и сотрудники Факультета наук о материалах МГУ приняли участие в Фестивале науки на центральной площадке МГУ 6 - 8 октября 2017 года. На стендах факультета была представлена часть научно - технических разработок в демонстрационных вариантах, которые позволяли всем, и детям, и родителям, и специалистам и показать, и рассказать, и красочно объяснить сложнейшие научные детали. Почти все маленькие посетители смогли выступить в роли юных экспериментаторов. Спасибо всем организаторам за блестящую возможность нести доброе, вечное, светлое...

Объявлены имена лауреатов Нобелевской премии по химии
Нобелевская премия по химии за 2017 год присуждена швейцарцу Жаку Дебуши, американцу Йоахиму Франку и представителю Великобритании Ричарду Хендерсону за разработку метода криоэлектронной микроскопиию.

Вспомнить все (total recall). Часть 3. Методы исследований в нанотехнологиях (практика)
Коллектив авторов
В третьей части рассматриваются экспериментально - практические материалы, связанные с методами анализа продуктов нанотехнологий, в том числе стандартные аналитические, физико – химические и структурные методы анализа. Участники могут изучать отдельно данный курс или комбинировать его с двумя предыдущими.

Вспомнить все (total recall). Часть 2. Решение задач и проектная работа (образование и самоподготовка)
Коллектив авторов
Во второй части рассматриваются обзорные материалы материалы по нанотехнологическому образованию и проектной деятельности (Раздел А), текстовый и иллюстративный материал по образовательным и социальным аспектам с сфере нанотехнологий (Раздел Б), а также самый важный раздел для подготовки к Олимпиадам данной серии, содержащий сборники заданий и решений за 10 олимпиадных лет (Раздел В).

Вспомнить все (total recall). Часть 1. Наноматериалы и нанотехнологии (теоретические аспекты)
Коллектив авторов
В первой части рассматриваются теоретические материалы, сгруппированные по важнейшим темам (Раздел А), уровню сложности (Раздел Б), для свободного чтения по основным группам рубрикатора РОСНАНО (Раздел В), а также для прохождения викторин самоконтроля (Раздел Г).

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

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!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.



 
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.