Специалисты Брукхэвенской национальной лаборатории (США) сумели более чем в десять раз увеличить интенсивность фотолюминесценции квантовой точки, соединив её с наночастицей.

«Квантовые точки — крошечные фрагменты полупроводниковых материалов, которые испускают свечение при возбуждении фотонами, — можно использовать при создании солнечных элементов, светодиодов, дисплеев, биологических датчиков, — говорит один из авторов работы Мирча Котлет (Mircea Cotlet). — Параметры их фотолюминесценции определяются различными факторами, и оценить вклад каждого бывает довольно сложно. Сформированные нами нанокластеры прекрасно подходят для такого рода исследований».

Учёные экспериментировали с квантовыми точками, построенными на основе селенида кадмия и сульфида цинка, и золотыми наночастицами. Соединение этих двух компонентов проводилось по недавно разработанной в лаборатории методике с помощью двухцепочечной ДНК.

Сравнение параметров наноструктур на разных длинах волн возбуждающего излучения. ФЛ — фотолюминесценция. (Иллюстрация из журнала Communications.)

Металлы могут по-разному воздействовать на оптические характеристики квантовых точек: всё зависит от размеров и формы образцов и расстояния между ними. Авторы чётко отслеживали эти параметры и выяснили, что лучшие (в смысле повышения интенсивности люминесценции) результаты показывают наночастицы размером 60 нм при длине связующего участка ДНК в 32 нм.

Для тестирования полученных наноструктур были выбраны два значения длины волны возбуждающего излучения (см. рис. выше); одно из них — 543 нм — соответствовало условию поверхностного плазмонного резонанса для наночастиц. Опыты показали, что интенсивности фотолюминесценции на этих двух длинах волн отличаются в четыре раза. При этом на 543 нм опытные образцы по своим характеристикам сразу на порядок превосходили «обычные» квантовые точки, не соединённые с наночастицами.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Chemical Communications.

Подготовлено по материалам Брукхэвенской национальной лаборатории.

Текст: Дмитрий Сафин