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  • Imoreels5 Fluonanoparticles 3331 749x388 © 2016 IIT 5180

L’attività principale del laboratorio “Nanocrystal Photonics” è legata ai nanocristalli e semiconduttori, particelle abbastanza piccole da adattare le loro proprietà optoelettroniche attraverso il confinamento quantico. Particolare enfasi è dedicata alla generazione di una risposta ottica desiderata attraverso la progettazione di nanocristalli con particolare struttura cristallina, forma 3D e nucleo/guscio delle particelle stesse, per poter usarle nella conversione di colore del fosforo, ottenere materiale per i laser, per emettitori e sensori ottici

Nel laboratorio di Fotonica dei nanocristalli lavoriamo con nanocristalli colloidali. Materials of choice are typical semiconductors (CdSe, PbS,), 2D materials (MoS2) or graphene nanoflakes. Le particelle sono abbastanza piccole per permetterci di controllare le loro proprietà opto-elettroniche variando la dimensione, forma e composizione.

Questo è reso possibile dall’effetto del confinamento quantico, e quindi sono trattate anche come punti colloidali quantici.

Il nostro lavoro va dalla sintesi di nuovi nanoncristalli a forte fluorescenza e/o proprietà ottiche non lineari, all’assemblaggio controllato in nanocomposti e film sottili, ed applicazioni di nanomateriali in apparati fotonici targeting light emission and energy harvesting. Una forte enfasi è posta nel determinare una risposta ottica desiderata disegnando nanocristalli nella loro struttura cristallina, forma 3D e usando guscio/nucleo di eteronanocristalli.

Studiamo le proprietà ottiche (assorbimento, luminescenza) dei nanocristalli ed i loro rispettivi composti con spettroscopia ottica, una tecnica che da informazioni sul comportamento dei materiali in una scala di tempo che va dal microsecondo al picosecondo.

Possiamo portare il materiale a temperature che vanno dalla temperatura ambiente giù sino a 4K (-269°), per usare la temperatura come parametro di valore nei nostri esperimenti.

Le applicazioni del nostro lavoro possono esser trovate in coloranti fluorescenti lineari e non lineari, fosforo colore convertibile, ottenere materiali per laser, emettitori di singolo fotone, interruttori ottici non lineari o sensori ottici.

Laboratori

Il laboratorio di chimica è equipaggiato con una cappa chimica contenente linee Schlenk per la sintesi di nanocristalli. Sono disponibili nel laboratorio anche una scatola a guanti, spettrofotometri ad assorbimento ed a fluorescenza.

Il laboratorio di spettroscopia consiste di uno spettrofluorimetro che permette una spettroscopia a regime stazionario ed a fluorescenza risolta nel tempo dal nano al microsecondo, nelle lunghezze d’onda del visibile e infrarosso vicino.

Dinamiche di fluorescenza più veloce sono misurate con una “streak camera”, un dispositivo che misura fotoni con una soluzione temporale di 10 picosecondi. Campioni possono esser eccitati usando luce laser pulsata a femtosecondi o nanosecondi, ed un criostato a ciclo chiuso permette misure dalla temperatura ambiente ai 4K.

Collaborazioni