近日，國防科技大學(xué)電子對抗學(xué)院胡以華教授團(tuán)隊在金屬量子點(diǎn)領(lǐng)域取得重要突破，該團(tuán)隊成功研制出一種新型核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)（AgNC@AgAux QDs），通過電子注入和表面等離激元效應(yīng)誘導(dǎo)的強(qiáng)局域電場，實(shí)現(xiàn)了熒光增強(qiáng)94.06倍，量子產(chǎn)率提高32.40倍。這一成果以“Synergistic Enhancement of Fluorescence through Plasmon Resonance and Interfacial Charge Transfer by AgNC@AgAux Core-Shell Quantum Dots”為題，發(fā)表于國際權(quán)威期刊Advanced Materials（影響因子27.4）。

圖1 密度泛函及有限元分析理論揭示了量子點(diǎn)的電子轉(zhuǎn)移模式

量子點(diǎn)是把激子在三個空間方向上束縛住的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)，也被稱為“人造原子”，因其獨(dú)特的光電性質(zhì)，在光學(xué)成像、光通信、生物醫(yī)學(xué)檢測等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率和熒光強(qiáng)度有限，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。胡以華教授團(tuán)隊通過創(chuàng)新性地設(shè)計核殼結(jié)構(gòu)，將源自銀核和表面等離激元誘導(dǎo)的熱電子迅速灌入導(dǎo)帶，打通了M臨界點(diǎn)的界面能壘，顯著增強(qiáng)了量子點(diǎn)的光發(fā)射性能并提高了材料量子產(chǎn)率。該量子點(diǎn)可成功制備為發(fā)光光柵、光存儲芯片等光電器件，還可實(shí)現(xiàn)溶液中重金屬Cu2+離子的特異性檢測。胡以華教授團(tuán)隊的這一研究成果在原子尺度上構(gòu)建復(fù)雜的功能結(jié)構(gòu)提供了參考，有助于未來的光電器件、光學(xué)成像和重金屬檢測應(yīng)用，為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級提供有力支持。此外，在這種新型量子點(diǎn)基礎(chǔ)上開發(fā)的特種煙幕可實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜的介質(zhì)環(huán)境下的非視距散射光通信，實(shí)現(xiàn)快速通信鏈路部署。

圖2 量子點(diǎn)的飛秒瞬態(tài)吸收光譜及其對應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移模式

該論文由胡以華教授團(tuán)隊牽頭完成，胡以華教授指導(dǎo)的博士研究生陳友龍為該論文的第一作者，國防科技大學(xué)教授胡以華、助理研究員張玉雙和中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所褚君浩院士為該論文的通訊作者。近年來，該團(tuán)隊在光電探測與對抗領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果，出版專著6部，在Advanced Materials、Photonics Research、IEEE transactions on Geoscience and Remote Sensing等權(quán)威期刊發(fā)表論文400余篇。