Une équipe internationale de chercheurs dirigée par des scientifiques russes a développé une nouvelle méthode d'utilisation de nanoparticules de silicium au lieu de matériaux semi-conducteurs coûteux pour certains types d'écrans et autres dispositifs optoélectroniques.
Les physiciens de Lomonosov MSU ont trouvé un moyen de "forcer" les nanoparticules de silicium à briller en réponse au rayonnement suffisamment fort pour remplacer les semi-conducteurs coûteux utilisés dans le secteur de l'affichage. Selon Maxim Shcherbakov, chercheur au Département d'électronique quantique de l'Université d'État de Moscou et l'un des auteurs de l'étude, le procédé améliore considérablement l'efficacité de la photoluminescence des nanoparticules.
La clé de la technique est la photoluminescence - le processus par lequel les matériaux irradiés par un rayonnement visible ou ultraviolet répondent avec leur propre lumière, mais dans une gamme spectrale différente. Dans l'étude, le matériau brille en rouge.
Dans certains écrans modernes, nanoparticules semi-conductrices, ou les points dits quantiques, sont utilisés. En points quantiques, les électrons se comportent complètement contrairement à ceux du semi-conducteur en vrac, et on sait depuis longtemps que les points quantiques possèdent d'excellentes propriétés luminescentes. Aujourd'hui, à des fins d'affichage à base de points quantiques, des matériaux coûteux et toxiques sont utilisés ; donc, les chercheurs ont exploré l'utilisation du silicium, ce qui est moins cher et bien compris. Il convient à une telle utilisation à tous égards sauf un :les nanoparticules de silicium répondent faiblement au rayonnement, ce qui n'est pas attrayant pour l'industrie optoélectronique.
Les scientifiques du monde entier ont cherché à résoudre ce problème depuis le début des années 1990, mais jusqu'à maintenant, aucun succès significatif n'a été obtenu. L'idée révolutionnaire sur la façon d'"apprivoiser" le silicium est née en Suède, à l'Institut royal de technologie, Kista. Un chercheur post-doctoral nommé Sergey Dyakov, diplômé de la Faculté de physique de la MSU et premier auteur de l'article, ont suggéré de placer un réseau de nanoparticules de silicium dans une matrice avec un milieu diélectrique non homogène et de la recouvrir de nanostripes dorées.
« L'hétérogénéité de l'environnement, comme cela a été démontré précédemment dans d'autres expériences, permet d'augmenter la photoluminescence du silicium de plusieurs ordres de grandeur grâce au confinement dit quantique, " dit Maxim Shcherbakov. " Cependant, l'efficacité de l'interaction lumineuse avec les nanocristaux reste encore insuffisante. Il a été proposé d'améliorer l'efficacité en utilisant des plasmons (quasiparticule apparaissant à partir des fluctuations du gaz d'électrons dans les métaux-ed). Un réseau de plasmons formé par des nanobandes d'or « retenait » la lumière à l'échelle nanométrique, et a permis une interaction plus efficace avec les nanoparticules situées à proximité, augmentant sa luminescence."
Les expériences MSU avec des échantillons d'une matrice « plaquée or » avec des nanoparticules de silicium ont brillamment confirmé les prédictions théoriques :le silicium irradié aux UV brillait suffisamment pour être utilisé dans la pratique.
