Velmi efektivní nové světelné nanozdroje

Výzkumníci z Torontské univerzity zase kombinovali dva zcela rozdílné nanomateriály se zvláštními strukturami, které dohromady vytvořily velmi efektivní světlo vyzařující krystal.

Odborníci z Wisconsinské univerzity zveřejnili výsledky své práce v červenci 2015 v časopisu Physical Review Letters. Jejich výzkum bude mít pravděpodobně značné důsledky pro technologie v oblasti zobrazování, senzorové detekce, optické komunikace a přenosu, resp. konverze světelné energie.

Součástka pohlcuje z okolí běžné světlo a díky svým speciálním rezonančním a fokusačním vlastnostem intenzivně kondenzuje a zesiluje světelné vlny na rozměru menším, než kolik činí vlnová délka dotyčného světla. Zesílené světlo je pak rozptylováno v takové prostorové míře, že jeho optický průřez (čili dojem zdánlivé velikosti světelného zdroje) je asi 10000krát větší, než kolik činí skutečná velikost nanorezonátoru.

To mimo jiné znamená, že optické součástky tohoto typu mohou zvětšovat obrazy mikroobjektů podobně jako mikroskopy. Mohou také podstatně zesilovat slabé světelné signály, což potěší například fotografy, pracující při zhoršených světelných podmínkách nebo tvůrce koncentrátorů pro fotovoltaické solární články. Obojí jsou schopny provádět ve větší míře než běžné čočky. Lze si představit i aplikaci podobných nanorezonátorů jako intenzivní infračervené zářiče, které budou schopny účinně chladit různé objekty.

Vědci vnořili intenzivně svítící nanočástice do matrice z perovskitu|foto: Sargent Group/ U of T Engineering

Pracovníci katedry elektrotechniky a počítačové techniky Torontské univerzity zase vnořili intenzivně svítící (luminiscenční) nanočástice, “koloidní kvantové tečky”, do jemné krystalové mřížky či matrice, vytvořené z tzv. perovskitu. Oba materiály jsou přitom velmi důležité v oblasti tvorby solárních článků. Perovskit je konkrétně znám lehkostí, s jakou v jeho strukturách cestují nosiče elektrického proudu - elektrony. Kvantové tečky jsou zase nanostrukturami, ve kterých se elektrický proud účinně mění ve světlo.

Výsledkem je nová platforma pro intenzivní a efektivní světelné zdroje typu LED, pro nové kvalitní displeje či pro technologie infračerveného ovládání počítačů pomocí gest.

Zdroje: Phys.Org 1, Phys.Org 2, University of Wisconsin-Madison, GizMag, Physical Review Letters, ScienceDaily, Nanotech Portal, Nature, University of Toronto