http://www.physorg.com/news161190228.html
May 10th, 2009
超過十年來，科學家在他們以個別分子創造出持續發射光源的企圖上，因為一種光學上的怪僻（quirk）稱為「閃爍（blinking）」，屢遭挫敗，但現在 Rochester 大學的科學家，發現這種現象背後的基本物理學，並與 Eastman Kodak Company 的研究者創造出一種奈米結晶體，能持續發光。
這些發現，詳述於今天 Nature 線上版，也許為更便宜的與更多用途的雷射、更明亮的 LED 照明以及生物標記（那以一種前所未有的等級追蹤某一藥物如何與細胞交互作用）開啟了大門。
許多分子，以及結晶體，只有 10 億分之一公尺的大小，能吸收或發射光子。但是當它們吸收一光子時也會經歷隨機的時期，那不是以光子的形態輻射離開，而是其能量被轉換成熱。這些 "黑暗" 時期與分子能正常輻射的時期交替出現，導致它們看起來向開啟與關閉，或稱閃爍。
"一個剛吸收來自於光子之能量的奈米晶體有二種選擇來擺脫這種太超過的能量 -- 以光或熱發射，" Todd Krauss 說，Rochester 化學教授，以及這項研究的領導作者。"如果奈米結晶體以熱發出能量，你實質上已失去了那能量。"
Krauss 與 Kodak 的工程師以及海軍研究實驗室與康乃爾大學的研究者一同合作，發現這種新的、非閃爍的奈米結晶體。
Krauss，一位奈米結晶體專家，以及 Keith Kahen，Kodak 資深首席科學家，以及一位光電子學材料與裝置專家，正探索類似 OLED 的新型低成本照明，不過那也許不會遭受這些二極體中與生俱來的短命與製造挑戰。Kahen 在 Megan Hahn，其實驗室中一位博士後研究的協助下，合成出各種組成的奈米結晶體。
Xiaoyong Wang，Krauss 實驗室另一位博士後研究，逐一檢查這些新奈米結晶體，且沒有看見期待中之閃爍現象的證據。值得注意的是，幾使在監測四個小時候，這種新奈米結晶體證明連一次閃爍都沒有 -- 這真是前所未聞，因為閃爍通常在幾毫秒到幾分鐘的尺度上發生。
在冗長的研究後，Krauss 與來自海軍研究實驗室的 Alexander Efros 推斷閃爍之所以不會發生，是因為這種奈米結晶體不尋常的結構。通常，奈米結晶體有一個半導體物質的核心被另一種防護性的外殼所包裹，有一道銳利的邊界區分二者。然而，這種新奈米晶體，從核心的鎘與硒到外殼的鋅與硒卻是一種連續的梯度（gradient，漸變）。這種梯度抑制那種避免光子輻射的過程，而結果即是一束與吸收光子束一樣穩定的發射光子。
利用這種無閃爍的奈米結晶體，Krauss 相信雷射與照明能極為便宜且容易製造。目前，不同顏色的雷射光使用不同材料與製程創造，不過有了這種新奈米晶體，一次製造過程就能夠創造出任何色彩的雷射。要改變光的顏色，工程師只需要改變奈米晶體的大小即可，Krauss 表示那是一種相對簡單的任務。
Krauss 表示，那有一天能成為 OLED 的繼任者也是真的。基本上，在一平面上「塗刷」不同大小的奈米結晶體，就能創造出如紙一樣薄的顯示器，或是一面以任何想要的顏色照亮房間的牆。
※ 相關報導：
＊ Non-blinking semiconductor nanocrystals
http://dx.doi.org/10.1038/nature08072
Xiaoyong Wang, Xiaofan Ren, Keith Kahen, Megan A. Hahn,＊ 科學家解決量子點「閃爍」的問題
Manju Rajeswaran, Sara Maccagnano-Zacher, John Silcox,
George E. Cragg, Alexander L. Efros & Todd D. Krauss
Nature advance online publication 10 May 2009
doi: 10.1038/nature08072
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