Silicium is de centrale bouwsteen van de meeste elektronica. Waar de elektronische eigenschappen van dit materiaal enorm nuttig zijn voor toepassingen, zijn de optische eigenschappen – denk aan de mogelijkheid om licht uit te zenden – juist zeer slecht. Een ongelukkige stand van zaken, aangezien het integreren van elektronische en optische elementen (zoals minuscule lasers) op computerchips zulke chips nog veelzijdiger en nuttiger zou kunnen maken.

Liganden

Dankzij theoretische simulaties met behulp van zogeheten Density Functional Theory konden de auteurs laten zien dat de optische eigenschappen van silicium-nanokristallen sterk verbeterd kunnen worden als het silicium gecombineerd wordt met bepaalde soorten liganden – moleculen die speciale eigenschappen aan materialen kunnen toevoegen en die gemakkelijk binden aan silicium-nanokristallen. Door zorgvuldig de juiste liganden te selecteren kan men nanokristallen op siliciumbasis maken die veel beter in staat zijn om licht uit te zenden, en die zouden kunnen helpen bij het vervaardigen van de langgezochte silicium-lichtbron.

Omslag

Kateřina (Dohnalová) Newell maakte met behulp van Blender 3D freeware een artistieke weergave die de verschillende manieren laat zien waarop silicium met liganden gecombineerd kan worden om nieuwe structuren te maken. Het beeld werd geselecteerd als omslagafbeelding voor het 11-augustusnummer van Chemistry of Materials.

Publicatie

Electronic Structure Engineering Achieved via Organic Ligands in Silicon Nanocrystals,  Kateřina Dohnalová, Prokop Hapala, Kateřina Kůsová en Ivan Infante. Chem. Mater. 2020, 32, 15, 6326–6337.