В преддверии научного кафе по «нано» надо создавать соответствующий настрой. Как будто зная о нашем мероприятии, на днях в журнале Nature появилась свежая публикация о создании немерцающих полупроводниковых нанокристаллов.
Суть задачи. Читатели Newslab.ru, даже далекие от науки, уже знают, что некоторые молекулы могут светиться. Правда, раньше я писал про свечение биологических объектов. А сейчас речь идет о не живом.
Как протекает процесс люминесценции (или свечения)? После того, как на молекулу падает свет, она переходит в возбужденное состояние. Избавиться от этого возбуждения молекула может двумя способами. Засветиться или отдать энергию в виде тепла. Собственно говоря, с этим и связана проблема мерцания. Большинство светящихся молекул, даже если свет на них падает постоянно, чередуют свечение и излучение тепловой энергии — то есть мерцают.
Последние десять лет ученые безуспешно пытались создать немерцающие кристаллы, но у них ничего не получалось. И вот на этой неделе американцы представили нанокристаллы, которые светятся непрерывно как минимум в течение нескольких часов. Сам кристалл имеет достаточно сложную структуру. Как и многие светящиеся кристаллы, он состоит из ядра и оболочки. Ядро это сплав кадмия, селена и цинка. Оболочка состоит из цинка и селена. Если у мерцающих кристаллов ядро и оболочка это по сути два разных сплава, то в новом кристалле переход от одного сплава к другому происходит плавно. Казалось бы, такая простая манипуляция, но она привела к тому, что кристаллы стали излучать свет постоянно.
Подобные кристаллы открывают путь для создания целого ряда технологий. Во-первых, это основа для создания новых, дешевых цветных лазеров. Также ими можно заменять светодиоды. Дисплей толщиной в лист бумаги или освещающие комнату стены, покрытые слоем нанокристаллов. Кстати не лишним будет напомнить, что такой кристалл в 100 тысяч раз меньше песчинки. Ну и, конечно же, биологические маркеры, которые будут сообщать о любых процессах протекающих в клетках — от особенностей действия лекарств до самых первых признаков заболеваний.
Интенсивность свечения мерцающих (вверху) и новых (внизу) кристаллов.
