Des recherches récentes de l'Université de Kumamoto au Japon ont révélé que les polyoxométalates (POM), généralement utilisé pour la catalyse, électrochimie, et photochimie, peut également être utilisé dans une technique d'analyse des mécanismes d'émission de photoluminescence (PL) de points quantiques (QD).

Les points quantiques (QD) sont petits, nanocristaux ou particules semi-conducteurs généralement d'une taille comprise entre deux et dix nanomètres. Découvert il y a près de 40 ans, leurs fortes propriétés photoluminescentes sont fonction de leur taille et de leur forme, ce qui les rend utiles pour des applications optiques allant de la bio-imagerie aux diodes électroluminescentes. Les progrès de la recherche QD de haute qualité au cours des dix dernières années ont produit des QD hautement luminescents mais quelque peu instables qui, également, Malheureusement, utiliser des éléments toxiques ou rares. Les efforts pour créer des QD stables sans ces éléments toxiques ou coûteux ont été une force motrice dans les recherches récentes.

Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs ont étudié comment changer la taille, morphologie, et PL du dioxyde d'étain (SnO 2 ) pour produire pas cher, stable, et des nanocristaux semi-conducteurs colloïdaux non toxiques pour diverses applications. De façon intéressante, les propriétés optiques du SnO 2 se sont avérés être affectés par des défauts à la fois dans le matériau en vrac et dans les QD eux-mêmes.

Des chercheurs du laboratoire de génie chimique du professeur Kida à l'université de Kumamoto ont synthétisé du SnO 2 QD utilisant une méthode en phase liquide pour produire des QD de différentes morphologies. Les tailles des QD ont été contrôlées en changeant la température pendant la synthèse. Tous les QD ont produit un PL bleu lorsqu'ils sont exposés à la lumière UV (370 nm) et les QD de 2 nm ont produit la meilleure intensité. Pour examiner les propriétés et les mécanismes de PL liés aux défauts dans les QD synthétisés, les chercheurs ont utilisé des matériaux (POM) qui éteignent la fluorescence par des réactions d'état excité.

Les POM ont trempé les émissions du SnO 2 QD aux intensités maximales (401, 438, et 464 nm) mais, à la surprise des chercheurs, un pic inédit à 410 nm a été révélé.

"Nous pensons que l'émission à 410 nm est causée par un défaut de masse, qui ne peuvent pas être couverts par les POM, qui provoque ce qu'on appelle la recombinaison radiative - l'émission spontanée d'un photon avec une longueur d'onde liée à l'énergie libérée, " a déclaré le chef du projet, le professeur Tetsuya Kida. " Ce travail a montré que notre technique est efficace pour analyser les mécanismes d'émission de PL pour les QD. Nous pensons que ce sera très bénéfique pour les futures recherches sur la QD. »