Журнал Optics Express опубликовал статью сотрудников ЛНБИ НИЯУ МИФИ, посвященную усилению люминесценции квантовых точек в фотонном кристалле.

Сотрудники лаборатории нанобиоинженерии (ЛНБИ), совместно с коллегами из других подразделений НИЯУ МИФИ, опубликовали работу Dmitriy Dovzhenko, Igor Martynov, Pavel Samokhvalov, Evgeniy Osipov, Maxim Lednev, Alexander Chistyakov, Alexander Karaulov, and Igor Nabiev (2020) Enhancement of spontaneous emission of semiconductor quantum dots inside one-dimensional porous silicon photonic crystals. Optics Express 28(15), 22705–22717.

В исследовании рассмотрен эффект усиления интенсивности флуоресценции полупроводниковых квантовых точек, внедренных в одномерный фотонных кристалл из пористого кремния. Квантовые точки — это низкоразмерные флуоресцентные наноструктуры, являющиеся перспективным материалом для применения в области взаимодействия между светом и веществом. Для усиления люминесценции подобных структур используют различные методы, среди которых особый интерес представляет использование фотонных кристаллов. Периодическое изменение показателя преломления в фотонном кристалле позволяет добиться локального увеличения плотности фотонных состояний, благодаря чему наблюдается эффект усиления интенсивности и скорости спонтанного излучения люминофоров.

Одним из материалов, используемых для изготовления фотонных кристаллов, является пористый кремний, широко применяемый на практике благодаря таким своим достоинствам, как точный контроль показателя преломления, простота изготовления, а также сорбционная способность. Однако до сих пор увеличение скорости излучательной релаксации люминофоров в фотонных кристаллах из пористого кремния не было продемонстрировано из-за значительного тушения люминесценции при контакте с поверхностью кремния.

В исследовании, выполненном сотрудниками ЛНБИ НИЯУ МИФИ, впервые было продемонстрировано усиление как интенсивности, так и скорости спонтанного излучения полупроводниковых квантовых точек в фотонных структурах на основе пористого кремния. Это стало возможным благодаря использованию техники глубокого окисления фотонных кристаллов, что позволило подавить тушение люминесценции, а также уменьшить потери на поглощение. Полученные результаты представляют собой новый подход к контролю спонтанного испускания люминесценции путем изменения локального электромагнитного окружения люминофоров в пористой матрице, что открывает перспективы новых приложений в оптоэлектронике, биосенсинге и в системах сбора энергии.

Optics Express — это высокорейтинговый полностью электронный журнал с бесплатным доступом к опубликованным в нем статьям. Журнал обеспечивает быструю публикацию тщательно отрецензированных работ, отражающих научные и технологические достижения во всех областях оптики и фотоники. Optics Express входит в первый квартиль лучших мировых журналов в области Атомной и Молекулярной Физики и Оптики, занимая достойное 22-е место среди 231 журнала этой категории.

Контакты:

Директор по внешним связям ЛНБИ М.Г. Коренкова (MGKorenkova@mephi.ru)

Инженер ЛНБИ Максим Леднев (mr.ledneff@yandex.ru)

Лаборатория нано-биоинженерии (www.lnbe.mephi.ru)

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Российская Федерация, 115409 Москва, Каширское шоссе, д. 31

 
 
 
© 2012 Laboratory of Nano-BioEngineering