新型雙色發光人造分子制成，可實現瞬時顏色切換
時間：2023-08-04 來源：科技日報
科技日報北京8月3日電 （記者張佳欣）據3日發表在《自然·材料》上的論文，以色列希伯來大學研究團隊開發了一種由兩個耦合的半導體納米晶體組成的“人造分子”系統，該系統可以發出兩種不同顏色的光，實現了快速和瞬時的顏色切換。這表明，在納米尺度上如此快速和高效地切換顏色具有巨大的可能性。
從照明燈、顯示器到快速光纖通信網絡，彩色光及其可調性是許多現代基本技術的基礎。在將彩色發射半導體提升到納米尺度時，量子限制效應開始發揮作用：改變納米晶體的大小會改變發射光的顏色，由此可以獲得覆蓋整個可見光譜的明亮光源。
由于納米晶體獨特的顏色可調性，以及科學家使用濕化學方法很容易制造和操作，它們已經被廣泛應用于高質量的商業顯示器，這賦予它們優異的顏色質量和顯著的節能特性。然而，直到今天，實現每種特定的顏色仍需使用不同的納米晶體，并且無法在不同的顏色之間進行動態切換。
研究團隊克服了這一限制，創造了一種具有兩個發射中心的新型分子，在這種分子中，電場可以調節每個發射中心改變顏色，但不會損失亮度。人造分子可以使組成納米晶體中的一個中心發射綠光，而另一個發射紅光。這種新型的雙色發光人造分子的發射對誘導電場的外部電壓很敏感：一個極性的電場會誘導紅色中心發光，而將電場切換到另一個極性時，顏色發射會瞬間切換為綠色，反之亦然。這種顏色轉換現象是可逆和即時的，因為它不包括任何分子結構的運動。只需在設備上施加適當的電壓，就能獲得這兩種顏色中的一種，或它們的任意組合。
這一突破為開發探測和測量電場的敏感技術打開了大門，它可徹底改變先進的顯示器并助力科學家創建可切換顏色的單光子源。
