Les physiciens Bart van Dam et Katerina Newell (Dohnalova) de l'UvA Institute of Physics, en collaboration avec Emanuele Marino et Peter Schall ainsi que des collègues de l'Université de Twente et de l'Université Jiljin en Chine, ont montré qu'une seule nanoparticule peut être utilisée pour émettre différentes couleurs de lumière. leurs résultats, qui ont été publiés dans la revue nano- et microphysique Petit , montrent que les particules considérées peuvent être un outil très efficace et polyvalent pour produire de la lumière de toutes les couleurs à des échelles minuscules.
Les points de carbone sont des nanoparticules fluorescentes à base de carbone qui peuvent être préparées pour montrer une photoluminescence avec une couleur réglable du bleu au rouge, ce qui en fait un matériau intéressant pour les applications d'éclairage et la bio-imagerie. Le mécanisme sous-jacent à cette émission accordable semble être très dépendant de la structure interne des points de carbone, qui diffère selon les différentes techniques de préparation. D'où, un mécanisme général pour tous les points de carbone ne peut pas être formulé. Dans la plupart des cas, l'origine de l'émission est attribuée aux différentes couleurs d'émission des points de carbone individuels dans l'échantillon, en raison de leur taille et/ou de leur composition chimique différentes.
Pour étudier l'origine de l'émission accordable dans le matériau que les chercheurs d'UvA-IoP ont obtenu en collaboration avec l'Université de Twente et l'Université de Jilin, ils ont étudié l'émission de points de carbone individuels et l'ont comparée à l'émission de l'ensemble de l'échantillon. En utilisant une technique appelée spectroscopie à point unique, ils ont démontré que la couleur d'émission des points de carbone individuels peut être réglée du bleu au rouge en changeant la longueur d'onde d'excitation, suggérant que plusieurs sites de couleur sont présents et actifs dans une seule nanoparticule.
L'émission à un seul point accordable résulte de la présence de différents canaux émissifs au sein d'un même point :l'émission bleue liée à de petits flocons de type graphène dans le noyau de carbone et l'émission verte et rouge liée aux groupes fonctionnels oxygène et azote à la surface de le point de carbone.
Étant donné que de tels points de carbone peuvent être préparés via une synthèse chimique en une seule étape facile, ces résultats démontrent qu'il est viable de concevoir différentes couleurs d'émission au sein d'une seule nanoparticule. Cela rend les points de carbone encore plus polyvalents que les colorants organiques ou les points quantiques inorganiques, où l'émission d'une seule molécule ou d'une boîte quantique est fixe, ouvrant de nouvelles voies vers l'ingénierie de l'émission de lumière à l'échelle nanométrique.
