Los estudios de Okuno y sus colegas sugieren que los nanocristales son responsables de la fotoluminiscencia roja en los nanocables de silicio. Las imágenes de microscopía electrónica de transmisión muestran un nanoalambre de silicio (a), un acercamiento en la interfaz entre el núcleo cristalino de silicio (flecha) y el óxido de silicio circundante en la parte media del nanoalambre en (b) y un acercamiento en el extremo superior (c) y (d). El círculo en (c) muestra un ejemplo de nanocristales de silicio.
Los nanocables de silicio tienen un gran potencial en la electrónica de alto rendimiento del futuro, dispositivos de detección y energía. Se ha informado fotoluminiscencia roja en nanocables de silicio, pero para muchas aplicaciones, esto dificulta el rendimiento del dispositivo. Como Tsuyoshi Okuno de la Universidad de Electro-Comunicaciones y sus colegas señalan en un informe reciente, "Aunque a menudo se habla del mecanismo de fotoluminiscencia, la condición de la apariencia y la ausencia de la fotoluminiscencia roja rara vez se informa ".
Okuno y sus colegas fabricaron matrices de nanocables de silicio mediante grabado químico asistido por metal, un enfoque que es simple y rentable. Ellos depositaron nanopartículas de metal en una oblea de silicio y grabaron nanocables usando H2O2 acuoso. Aunque los investigadores no tenían un control preciso sobre la morfología de los nanocables, sí observaron que concentraciones más altas de H2O2 conducían a nanocables más gruesos. Los estudios de fotoluminiscencia no revelaron un vínculo entre la fotoluminiscencia y el diámetro o la longitud de los nanocables por sí solos, pero los nanocables de baja relación de aspecto exhibieron fotoluminiscencia roja.
Otras observaciones de la morfología identificaron nanocristales de silicio en los extremos de los nanocables, que fue corroborado por estudios Raman de nanocables individuales. Estos nanocristales desaparecen con el recocido, al igual que la fotoluminiscencia roja.
Los investigadores atribuyen la fotoluminiscencia roja a estados defectuosos entre los nanocristales y el óxido circundante. y transiciones excitónicas. Como concluyen los investigadores en su informe, "Se cree que estos resultados de las matrices de nanocables de Si son útiles para futuras aplicaciones optoelectrónicas y fotovoltaicas".