KAIST研究團隊開發(fā)出7倍以上高發(fā)光效率的3D量子點納米結(jié)構(gòu)體

CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，三維光學(xué)納米結(jié)構(gòu)能夠精確調(diào)控光的振幅、相位以及偏振特性，這一特性在光子學(xué)領(lǐng)域引發(fā)了廣泛的關(guān)注。韓國研究人員采用了一種創(chuàng)新的分層堆疊技術(shù)，成功制造出了在現(xiàn)有技術(shù)下難以實現(xiàn)的3D量子點納米結(jié)構(gòu)。

根據(jù)韓媒韓國講師新聞報道，韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）于27日宣布，由該校先進材料工程系鄭淵植教授、電氣工程系張敏碩教授，以及東國大學(xué)崔敏宰教授共同領(lǐng)導(dǎo)的共同研究團隊，研發(fā)出了一種基于超精細轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)的3D量子點結(jié)構(gòu)制作技術(shù)。

該技術(shù)具有普適性，適用于多種納米顆粒，且能夠提供卓越的圖案質(zhì)量。特別是，它支持通過印刷方式實現(xiàn)大面積生產(chǎn)，從而有助于實現(xiàn)高性能器件的規(guī)模化制造。

利用這一創(chuàng)新的3D量子點圖案化技術(shù)，科研團隊展示了其在光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的巨大潛力。該技術(shù)能夠生產(chǎn)出從疏水到親水性質(zhì)各異的量子點基納米結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建出具有卓越圖案質(zhì)量和高厚度的3D結(jié)構(gòu)，從而顯著提升了發(fā)光材料和手性(chiral)材料的性能效率。

值得關(guān)注的是，研究團隊通過創(chuàng)造具有結(jié)構(gòu)不對稱性的大面積手性結(jié)構(gòu)體，實現(xiàn)了對偏振光的選擇性響應(yīng)，達到了世界最高水準的圓偏光二色性（Circular dichroism）表現(xiàn)，其性能比先前的記錄高出約2度（從19度提升至21度）。這一技術(shù)有望成為檢測手性生物材料的強有力平臺，并因其高靈敏度而促進藥物篩選的精確性和速度。

此外，該技術(shù)還成功應(yīng)用于張敏碩教授團隊設(shè)計的網(wǎng)狀量子點納米圖案，實現(xiàn)了發(fā)光效率的大幅提升——相比普通量子點薄膜高出7倍以上，顯示出在未來高性能量子點顯示器件中廣闊的應(yīng)用前景。

資料圖

帶領(lǐng)此項研究的KAIST鄭淵植教授表示：表示：“此次研究不僅局限于量子點，而是成功地實現(xiàn)多種高性能膠體材料三維納米結(jié)構(gòu)化，這一成果有望在下一代光學(xué)超材料和高靈敏度生物傳感器領(lǐng)域開辟新的篇章。同時，它也可以被視為光學(xué)設(shè)計與分析研究和超微納米工藝技術(shù)完美融合的成功案例之一。”

該研究成果已于8月14日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然通訊（Nature Communications）》上發(fā)表，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。論文題目為：Chiral 3D structures through multi-dimensional transfer printing of multilayer quantum dot patterns。

此外，這項研究得到了多個機構(gòu)的鼎力支持，包括韓國科學(xué)和信息通信技術(shù)部與韓國國家研究財團聯(lián)合資助的納米和材料技術(shù)開發(fā)項目、教育部推動的科學(xué)與工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究項目，以及貿(mào)易、工業(yè)和能源部資助的電子元件工業(yè)技術(shù)開發(fā)項目。

注：圓偏光的二色性（Circular Dichroism）指具有光學(xué)活性的物質(zhì)對左旋和右旋偏振光的吸收存在差異的光學(xué)現(xiàn)象。該現(xiàn)象主要用于分析蛋白質(zhì)等有機化合物的三維結(jié)構(gòu)。圓偏光二色性的強度越高，通常意味著在檢測過程中能夠達到的精度和速度越高。當(dāng)使用具有高圓偏光二色性的材料時，這一優(yōu)勢尤為明顯。理論上，圓偏光二色性的最高強度可以達到45度。

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