Cięcie kwantowe

Co to jest i do czego może nam
się przydać cięcie kwantowe?
Piotr Solarz
Motywacja do badań
spektroskopowych:
•Poszukiwania luminoforów wykazujących dzielenie fotonów
•Poszukiwania luminoforów do lamp bezrtęciowych
•Niższe zużycie energii w porównaniu z tradycyjnymi
źródłami światła.
•Poszukiwania wydajniejszych ogniw słonecznych.
60
Energy [103cm-1]
50
40
30
6
GJ
Dzielenie fotonów w
materiałach
domieszkowanych
Gd3+ - Eu3+
6
DJ
IJ
6
PJ
6
5
HJ
5
D3
2
20
R. T. Wegh, H. Donker, A. Meijerink,
R. J. Lamminmaki, J. Hölsä
Phys. Rev. B 56 (1997) 13841
1
0
10
7
FJ
0
8
S7/2
Gd
3+
Eu
3+
Spektrum emisyjne gazu Xe - Ne
http://www.labos.upmc.fr/lcmcp/newsite/files/livage/Seminaires
2004-2005/P.Maestro.PPT
R. T. Wegh, H. Donker, K. D. Oskam, A. Meijerink
Science 29 (1999): Vol. 283. pp. 663 - 666
Widma wzbudzenia emisji ze stanów 5D0 i 5D1 (odwrócone) zapisane
w temperaturze pokojowej dla fluorku gadolinowego domieszkowanego
-1
Eu3+
Liczba fa lowa [1000 cm ]
80
70
Inte ns ywnoś ć lumine s ce ncji
5
60
50
40
45
Gd
D0
35
Gd
Gd
Gd
Gd
Eu
5
150
200
Eu
D1
250
300
Długoś ć fa li [nm]
Długoś ć fa li [nm]
700
650
600
550
500
143 nm
172 nm
Widma emisyjne fluorku
gadolinowego
domieszkowanego Eu3+ po
wzbudzeniu przy różnych
długościach fali.
Inte ns ywnoś ć lumine s ce ncji
202 nm
246 nm
254 nm
274 nm
286 nm
312 nm
318 nm
14000
16000
18000
20000
-1
Liczba fa lowa [cm ]
Przykład innego
możliwego
dzielenia fotonów w
układzie
Gd3+ - Eu3+
Pr3++Eu3+
Widma wzbudzenia emisji ze stanów 5D0 i 5D1 (odwrócone)
fluorku gadolinowego zawierającego Eu3+ oraz Pr3+
-1
Liczba fa lowa [1000 cm ]
80
70
Inte ns ywnoś ć lumine s ce ncji
5
60
50
45
6
D0
6
6
6
6
GJ
D1
150
IJ
DJ
5
5
35
40
250
P 5/2
K6
3
200
P 7/2
P0
300
Długoś ć fa li [nm]
Długoś ć fa li [nm]
660
640
620
600
580
560
Inte ns ywnoś ć lumine s ce ncji
216
Widma emisyjne fluorku
gadolinowego zawierającego
Eu3+ oraz Pr3+
po wzbudzeniu przy różnych
długościach fali.
246
273
298
393
465
15000
16000
17000
18000
-1
Liczba fa lowa [cm ]
Zdjęcie wykonane przy wzbudzeniu 254 nm
Tb
Eu
???
Podsumowanie
 Cięcie kwantowe to proces polegający na
otrzymaniu dwóch fotonów o żądanej energii w
następstwie
absorpcji
jednego
fotonu
wysokoenergetycznego.
 Poszukiwania idą w kierunku znalezienia tzw.
uczulaczy,
efektywnie
pochłaniających
promieniowanie wysokoenergetyczne.
 Możliwe
jest
wytworzenie
efektywnych
luminoforów, emitujących dowolną barwę na
bazie jednego związku chemicznego.