Emisores de puntos cuánticos CdSe/CdS de núcleo/cáscara colosales

Las fuentes de un solo fotón son esenciales para avanzar en las tecnologías cuánticas, siendo la integración escalable un requisito crucial. Hasta la fecha, el posicionamiento determinista de fuentes de un solo fotón en estructuras fotónicas a gran escala sigue siendo un desafío. En este contexto, los puntos cuánticos coloidales (QDs), particularmente las configuraciones de núcleo/cáscara, son atractivos debido a su procesabilidad en solución. Sin embargo, los QDs tradicionales son típicamente pequeños, entre 3 y 6 nm, lo que restringe su colocación determinista y utilidad en dispositivos fotónicos a gran escala, particularmente dentro de cavidades ópticas. Los mayores QDs de núcleo/cáscara existentes son una familia de gigantes QDs de CdSe/CdS, con diámetros totales que varían entre aproximadamente 20 y 50 nm. Superando este límite de tamaño, introducimos una estrategia de síntesis para QDs colosales de CdSe/CdS, con tamaños que oscilan entre 30 y 100 nm, utilizando un método de inyección continua paso a paso a alta temperatura. La microscopía electrónica revela una morfología de diamante hexagonal consistente compuesta por 12 facetas semipolares 101̅1 y una faceta polar (0001). También identificamos condiciones donde el crecimiento de la cáscara se interrumpe, lo que lleva a defectos, islas e inestabilidad mecánica, lo que sugiere requisitos sintéticos para el crecimiento de partículas cristalinas más allá de 100 nm. El crecimiento escalonado de cáscaras gruesas de CdS sobre núcleos de CdSe permite la síntesis de QDs emisivos con largas vidas de fotoluminiscencia de unos pocos microsegundos y un parpadeo suprimido a temperatura ambiente. Notablemente, los QDs con 80 y 100 monocapas de CdS exhiben alta pureza de emisión de un solo fotón con correlación de fotones de segundo orden.