虽然纳米晶体提供了颜色的可调性，并被用于各种技术中，但实现不同的颜色需要为每种颜色使用不同的纳米晶体，并且在颜色之间动态切换是不可能的。
耶路撒冷希伯来大学化学研究所和纳米科学与纳米技术中心的一组研究人员，包括研究生Yonatan Ossia和其他七名成员，在Uri Banin教授的带领下，现在已经提出了一个解决这个问题的创新方案。
通过开发一种由两个耦合半导体纳米晶体组成的“人工分子”系统，该系统可以发出两种不同颜色的光，从而实现快速、瞬时的颜色切换。这篇题为“室温下胶体量子点分子的电场诱导颜色转换”的论文发表在《自然材料》杂志上。
彩色光及其可调性是许多重要现代技术的基础:从照明，显示器，快速光纤通信网络等等。当彩色发射半导体达到纳米级(纳米-一米的十亿分之一，比人的头发小十万倍)时，一种叫做量子限制的效应开始发挥作用:改变纳米晶体的大小会改变发射光的颜色。因此，可以获得覆盖整个可见光谱的明亮光源。
由于这种纳米晶体独特的颜色可调性，以及它们易于使用湿化学制造和操作，它们已经广泛应用于高质量的商业显示器，赋予它们出色的色彩质量以及显著的节能特性。
然而，直到今天，实现不同的颜色(例如需要不同的RGB像素)需要为每种特定的颜色使用不同的纳米晶体，并且在不同颜色之间动态切换是不可能的。
虽然作为“人造原子”的单胶体纳米晶体的颜色调整已经在原型光电器件中进行了研究和实现，但由于这种效果固有的亮度降低，因此主动改变颜色一直具有挑战性，这只会产生轻微的颜色变化。
研究小组克服了这一限制，创造了一种具有两个发射中心的新分子，其中电场可以调节每个中心的相对发射，在不失去亮度的情况下改变颜色。这种人造分子可以被制造成这样，即它的一个组成纳米晶体被调谐为发出“绿色”光，而另一个发出“红色”光。这种新型双色发射人造分子的发射对外部电压感应电场很敏感:电场的一个极性诱导从“红色”中心发射光，将电场切换到另一个极性，颜色发射立即切换到“绿色”，反之亦然。
这种颜色转换现象是可逆的和即时的，因为它不包括分子的任何结构运动。这允许获得两种颜色中的每一种，或它们的任何组合，只需在设备上施加适当的电压。
这种精确控制的能力控制光电调色Nic器件在保持强度的同时，在显示、照明和纳米级光电等各个领域开启了新的可能性具有可调颜色的Nic器件，也可作为生物应用和神经科学的敏感场传感工具来跟踪大脑活动。此外，它允许主动调整发射颜色在单光子源，这是im对未来的量子通信技术很重要。
来自耶路撒冷希伯来大学的Uri Banin教授解释说:“我们的研究是光电子纳米材料的一大飞跃。这是我们几年前在我们的研究小组中提出的“纳米晶体化学”概念的重要一步，纳米晶体是具有令人兴奋的新功能的人造分子的基石。能够在纳米尺度上如此快速有效地切换颜色，我们已经实现了巨大的可能性。它可以彻底改变先进的显示器，并创造出可切换颜色的单光子源。”
利用这种具有两个发射中心的量子点分子，可以使用相同的纳米结构产生几种特定颜色的光。
这一突破为开发探测和测量电场的敏感技术打开了大门。它还可以实现新的显示设计，其中每个像素可以单独控制以产生不同的颜色，将标准RGB显示设计简化为更小的像素基础，这有可能提高未来商用显示器的分辨率和节能。
电场诱导颜色转换的这一进步在改变设备定制和现场传感方面具有巨大的潜力，为令人兴奋的未来创新铺平了道路。
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