Почему квантовая точка перестаёт светиться

Квантовая точка — нанокристалл, который может испустить свет после того, как поглотит энергию. Внутри него образуется экситон: связанная пара из электрона и «дырки» — места, которого не хватает электрону. Когда они соединяются, энергия обычно выходит наружу в виде фотона.

Но у поверхности кристалла есть дефекты и участки, где электрон может задержаться. Такое состояние называют ловушкой. Застрявший электрон меняет дальнейший путь энергии: вместо яркого фотона она может передаться другим зарядам или колебаниям атомов и рассеяться внутри материала, главным образом как тепло. Это безызлучательный процесс — энергия высвобождается, но не светом.

От ловушки зависит режим свечения

Пока электрон удерживается у поверхности, вероятность такого «тихого» рассеяния возрастает, и квантовая точка кажется тёмной. Если электрон освобождается, обычный путь возвращается: поглощённая энергия снова может приводить к испусканию фотонов. Поэтому свечение одной и той же точки бывает прерывистым — яркие промежутки сменяются тёмными.

Поверхность здесь особенно важна из-за размера частицы: у нанокристалла значительная доля атомов находится рядом с границей, где легче возникают дефекты и ловушки. Это делает мигание не просто случайной помехой наблюдению, а следствием того, насколько легко зарядам попасть в ловушку и выбраться из неё. Крошечный дефект способен на время изменить судьбу энергии во всём нанокристалле.