Quantenpunkte mit fein abgestimmten sphärischen Defekten könnten die nichtlineare Optik verbessern

Quantenpunkte sind Halbleiterpartikel mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern, die heute aufgrund ihrer faszinierenden elektrischen und optischen Eigenschaften umfassend untersucht werden. Durch neue Forschungsergebnisse, die in veröffentlicht wurden Das Europäische Physikalische Journal B, Kobra Hasanirokh von der Azarbaijan Shahid Madani University im Iran, zusammen mit Luay Hashem Abbud vom Al-Mustaqbal University College, Irak, zeigen, wie Quantenpunkte mit sphärischen Defekten ihre nichtlinearen optischen Eigenschaften erheblich verbessern können. Durch die Feinabstimmung dieser Defekte konnten die Forscher die Frequenz und Helligkeit des von Quantenpunkten emittierten Lichts genau steuern.

Die Entdeckungen des Duos könnten zu neuen Fortschritten bei optoelektronischen Geräten führen, darunter LEDs und lichtbasierte Computerschaltkreise, die durch die Wechselwirkung zwischen Licht und Elektrizität funktionieren. Wenn dies erreicht wird, könnten Verbesserungen dieser Technologie die Geschwindigkeit von Computer- und Kommunikationssystemen erheblich steigern.

Nichtlineare optische Eigenschaften können in einigen Materialien entstehen, wenn sie mit intensivem Licht beleuchtet werden, wodurch neue Photonen mit identischen Frequenzen und Wellenformen wie das ursprüngliche Licht erzeugt werden. Forscher erforschen zunehmend das Potenzial nichtlinearer optischer Prozesse dritter Ordnung, die Photonen mit der dreifachen Frequenz des ursprünglichen Lichts erzeugen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass diese Prozesse leicht in sphärischen Quantenpunkten ausgelöst werden, die sphärische Defekte in der Struktur ihrer Atomgitter enthalten.

Aufbauend auf dieser Forschung untersuchten Hasanirokh und Abbud, wie die nichtlineare Suszeptibilität dritter Ordnung durch Variieren der Anzahl und Größe dieser Defekte kontrolliert werden kann. In ihrer Studie verwendete das Duo mathematische Techniken, um mehrschichtige Quantenpunkte zu betrachten, die einen Cadmiumsulfidkern und eine äußere Zinksulfidhülle enthalten. Diese Schichten wurden durch einen kugelförmigen Defekt getrennt, der eine sorgfältig abgestimmte Mischung aus Cadmium, Zink und Schwefel enthielt.

Durch die Feinabstimmung dieser Struktur berechneten die Forscher, dass ihre nichtlinearen optischen Eigenschaften dritter Ordnung erheblich verbessert werden könnten, wodurch sie die Helligkeit und Frequenz des erzeugten Lichts genau steuern können. Sie hoffen nun, dass ihre Ergebnisse neue Techniken zur Herstellung von Quantenpunkten inspirieren könnten, die ihre fortschrittliche theoretische Struktur in die Realität umsetzen könnten.