具有各向异性的吸收和各向异性的发射的纳米结构的形状制造技术

本发明专利技术涉及一种至少包括第一部分(101)和第二部分(102)的纳米结构的形状(100)。第一部分具有纵向轴线L并且包括第一吸收材料(108)和发射材料(110)。第二部分连接到第一部分，并且包括第二吸收材料(112)。第二部分主要吸收具有与第一部分的长轴线L不同的偏振方向的光，并且纳米结构的形状发射主要沿第一部分的长轴线L偏振的光。本发明专利技术还涉及一种纳米结构的形状的组件、一种合成纳米结构的形状的方法以及一种包括这种纳米结构的形状的偏振光发射板。射板。射板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有各向异性的吸收和各向异性的发射的纳米结构的形状


[0001]本专利技术涉及一种纳米结构的形状以及一种纳米结构的形状的组件。本专利技术还涉及合成这种纳米结构的形状的方法。此外，本专利技术涉及一种偏振光发射板，偏振光发射板包括至少一个纳米结构的形状或至少一个纳米结构的形状的组件。

技术介绍

[0002]嵌入具有更高带隙的半导体纳米粒子中的量子点可以提供有效的光致发光。对于分散在折射率较低的介质中的粒子，介电效应会强烈影响光的吸收和发射。然而，这种量子点的吸收和发射主要保持各向同性。
[0003]杆中的量子点，例如CdS壳(或CdS杆中)中的CdSe点，允许实现较高的量子效率。由于杆的各向异性的形状以及较高的介电常数，垂直于杆的长轴线的外部电场比沿杆的长轴线的电场在内部降低得更多。因此，与垂直于CdS杆的长轴线偏振的光相比，沿着量子杆的长轴线偏振的光将在CdS杆中更有效地被吸收。因此，杆中量子点的光吸收是各向异性的。类似地，被CdS的各向异性壳包围的CdSe量子点的发射是完全各向异性的。发射主要在包含杆的长轴线的平面中极化。
[0004]在特定方向上对齐杆中的各个点使得杆中的这种点对许多应用来说是有吸引力的，因为杆中的对齐的点发射偏振光。这样的应用包括例如液晶显示器和光学传感器的背光单元。尽管杆中的点的吸收和发射是各向异性的，但是吸收和发射的各向异性是相同的。
[0005]一些荧光或磷光有机染料可以各向异性地吸收和发射光。然而，这种染料分子具有较窄的吸收带，并且这种染料的发射的各向异性通常较小。此外，这种染料分子的使用期限受到限制。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供纳米结构的形状，该纳米结构的形状允许电子和空穴从一种半导体材料有效地转移到具有较高的量子效率的发射材料，特别是量子点。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供纳米结构的形状，特别是具有用于吸收光和发射光的不同的各向异性的纳米粒子。
[0008]本专利技术的另一个目的是提供吸收非偏振光并发射线性偏振光的纳米结构的形状。
[0009]本专利技术的另一个目的是提供纳米结构的形状，纳米结构的形状吸收来自某一方向或来自某些方向的入射光并且主要向另一方向发射光。
[0010]本专利技术的另一个目的是提供一种对齐的纳米结构粒子的组件。
[0011]本专利技术的又一个目的是提供一种液晶显示器(LCD)背光，该背光能够将非偏振光，例如来自发光二极管(LED)的蓝光，转换为偏振光，例如与LCD的偏振器平行偏振的红光和/或绿光。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种发光太阳能聚光器，其能够将来自太阳的非偏振光转换成通过内部全反射主要在波导材料中引导的光。
[0013]根据本专利技术的第一方面，提供了纳米结构的形状。根据本专利技术的纳米结构的形状至少包括第一部分和第二部分。第一部分具有带有长轴线L和短轴线S(长轴线L垂直于短轴线S)的细长的形状、沿长轴线L测得的长度1和沿短轴线S测得的宽度w。因此，长度1大于宽度w，长度1小于1μm。第一部分具有第一纵向端和第二纵向端。第一部分包括第一吸收材料和发射材料。发射材料被第一吸收材料包围。发射材料因此可以被称为芯，而第一吸收材料可以被称为壳。优选地，发射材料被第一吸收材料完全包围。在一些实施例中，发射材料基本上被第一吸收材料包围。“基本上被包围”是指尽管发射材料的表面积并未完全被第一吸收材料覆盖，但是主要部分，例如发射材料的表面积的至少80％或发射材料的表面积的至少90％被第一吸收材料覆盖。
[0014]第二部分包括第二吸收材料。
[0015]发射材料、第一吸收材料和第二吸收材料中的每一个均包括具有带隙的半导体材料，其中第一吸收材料的带隙大于发射材料的带隙，并且第二吸收材料的带隙至少与第一吸收材料的带隙一样大。为了本专利技术的目的，术语“带隙”是指“半导体带隙”。
[0016]第二部分在第一连接区域中连接到第一部分。优选地，纳米结构的形状的第二部分连接到第一部分的第一纵向端。
[0017]纳米结构的形状的第二部分主要吸收具有与纳米结构的形状的第一部分的长轴线L不同的偏振方向的光，或者主要吸收沿一组偏振方向的光，每个偏振方向都不同于第一部分的长轴线L。
[0018]根据本专利技术的纳米结构的形状、特别是纳米结构的形状的第一部分发射主要沿第一部分的长轴线L偏振的光。
[0019]优选地，纳米结构的形状的第二部分不包括发射材料。
[0020]根据本专利技术的纳米结构的粒子的优点在于其吸收和发射是各向异性的。第一部分的形状和第二部分的形状对纳米结构的形状的吸收和发射之间的各向异性具有很大的影响。发射材料的位置也可以对纳米结构的形状的吸收和发射之间的在各向异性方面的差异具有很大的影响。
[0021]为了本专利技术的目的，术语“长轴线”和“纵向轴线”可以互换地使用。类似地，术语“短轴线”和“横向轴线”可以互换地使用。
[0022]为了本专利技术的目的，用语“主要吸收具有与长轴线L不同的偏振方向的光”是指在与长轴线L不同的另一方向上偏振的光比沿长轴线L偏振的光被更多地吸收，所吸收的在与长轴线L不同的另一方向上偏振的光比沿长轴线L偏振的光多1.5倍、优选多2倍或多5倍。用语“主要吸收沿一组偏振方向的光，每个偏振方向都不同于第一部分的长轴线L”是指在与长轴线L不同的一组方向上偏振的光比沿长轴线L偏振的光被更多地吸收，所吸收的在与长轴线L不同的一组方向上偏振的光比沿长轴线L偏振的光多1.5倍、优选多2倍或多5倍，即，在与长轴线L不同的方向上偏振的光的总和比沿长轴线L偏振的光被更多地吸收，所吸收的在与长轴线L不同的方向上偏振的光的总和比沿长轴线L偏振的光多1.5倍、优选多2倍或多5倍。
[0023]如上所述，根据本专利技术的纳米结构的形状的第二部分主要吸收具有与纳米结构的形状的第一部分的长轴线L不同的偏振方向的光。这意味着，与沿长轴线L偏振的光相比，根据本专利技术的纳米结构的形状的第二部分更多地吸收在与长轴线L不同的另一方向上偏振的
光，所吸收的在与长轴线L不同的另一方向上偏振的光比沿长轴线L偏振的光多1.5倍、优选多2倍或多5倍。
[0024]示例包括纳米结构的形状，该纳米结构的形状具有第一部分和第二部分，该第一部分具有沿z方向定向的长轴线L，与沿长轴线L偏振的光相比，该第二部分更多地吸收在与长轴线L不同的另一方向上、例如在x方向或y方向上偏振的光，所吸收的在与长轴线L不同的另一方向上偏振的光比沿长轴线L偏振的光多1.5倍、多2倍或多5倍。
[0025]替代地，根据本专利技术的纳米结构的形状的第二部分主要吸收在一组偏振方向上的光，每个偏振方向与第一部分的长轴线L不同。这意味着，与沿长轴线L偏振的光相比，根据本专利技术的纳米结构的形状的第二部分更多地吸收在与长轴线L不同的一组方向上偏振的光，所吸收的在与长轴线L不同的一组方向上偏振的光比沿长轴线L偏振的光多1.5倍、优选多2倍或多5倍。
[0026]示例包括纳米结构的形状，该纳米结构的形状具有第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纳米结构的形状(100)，至少包括第一部分(101)和第二部分(102)，所述第一部分(101)具有带有长轴线L和短轴线S的细长的形状、沿着所述长轴线L测量的长度l、沿着所述短轴线S测量的宽度w，其中所述长度l大于所述宽度w，所述长度l小于1μm，所述第一部分(101)具有第一纵向端(103)和第二纵向端(104)，所述第一部分(101)包括第一吸收材料(108)和发射材料(110)，所述发射材料(110)被所述第一吸收材料(108)包围，所述第二部分(102)包括第二吸收材料(112)，所述发射材料(110)、所述第一吸收材料(108)和所述第二吸收材料(112)中的每一个均包括具有带隙的半导体材料，其中所述第一吸收材料(108)的带隙大于所述发射材料(110)的带隙，并且其中所述第二吸收材料(112)的带隙至少与所述第一吸收材料(108)的带隙一样大，所述第二部分(102)在第一连接区域(106)中连接到所述第一部分(101)的所述第一纵向端(103)，其特征在于，所述第二部分(102)主要吸收具有与所述第一部分(101)的所述长轴线L不同的偏振方向的光，或者主要吸收沿一组偏振方向的光，这些偏振方向中的每一个偏振方向均与长轴线L不同，并且所述纳米结构的形状(100)发射主要沿所述第一部分(101)的长轴线L偏振的光。2.根据权利要求1所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述发射材料(110)沿着所述第一部分(101)的所述长轴线L位于距所述第一连接区域(106)的距离D处，所述距离D位于所述宽度w至所述长度l与所述宽度w的差(1-w)之间的范围内。3.根据权利要求1或2所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述发射材料(110)包括有机偶极发射器或无机偶极发射器或量子点。4.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述第一吸收材料(108)和所述第二吸收材料(112)包括相同的材料和/或所述第一吸收材料(108)和所述第二吸收材料(112)具有基本相同的带隙。5.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述第二部分(102)具有带有长轴线M和短轴线N的细长的形状、沿着所述长轴线M测量的长度m、沿着所述短轴线N测量的宽度n，其中所述长度m大于所述宽度n，所述第二部分(102)的所述长轴线M与所述第一部分(101)的所述长轴线L限定夹角α，所述夹角α位于60度至120度之间的范围内。6.根据权利要求1至4中任一项所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述第一部分(101)的长轴线L和所述第二部分(102)位于平面P中。7.根据权利要求1至4中任一项所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述第二部分(102)包括在平面S中定向的基本平面的结构，所述平面S和所述长轴线L限定夹角β，所述夹角β被限定为位于所述长轴线L与所述长轴线L在所述平面S上的投影之间的角度，所述角度β位于50度至130度之间的范围内。8.根据权利要求1至4中任一项所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述第二部分(102)包括三维结构。9.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构的形状(100)，其中，所述纳米结构的形状还包括第三部分(116)，所述第三部分(116)包括第三吸收材料(118)，所述第三吸收材料(118)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：根特大学，
类型：发明
国别省市：