Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Рік 2026 Том 24, Випуск 1
Завантажити повну версію статті (PDF, Англійською / In English) Open Access

S. I. POKUTNII, V. O. MASHIRA, and T. Yu. GROMOVOY

Chuiko Institute of Surface Chemistry, N.A.S. of Ukraine, 17, Olega Mudraka Str., UA-03164 Kyiv, Ukraine

Nanolasers Based on Semiconductor Quantum Dots

65–82 (2026)

PACS numbers: 71.35.-y, 73.21.La, 73.22.Lp, 73.63.Kv, 78.40.Fy, 78.67.Hc, 81.07.Ta

Надійшла 6 вересня 2025 р.; після доопрацювання 12 вересня 2025 р.

В мініогляді проведено аналізу фундаментальних експериментальних і теоретичних досліджень та прикладних застосувань нанолазерів на основі напівпровідникових (включаючи також перовськітних) квантових цяток. Показано, що розвиток нанолазерів на базі напівпровідникових і перовськітних квантових цяток є наслідком тривалого прогресу в фізиці та хемії напівпровідників. Завдяки розмірному квантовому обмеженню руху квазичастинок (електронів і дірок) у квантових цятках стало можливим варіювати спектри випромінення та вбирання шляхом зміни розмірів квантових цяток у нанодіяпазоні. Це уможливило в напівпровідникових і перовськітних квантових цятках демонструвати високий квантовий вихід і вузьку ширину спектру випромінення. Ці властивості ансамблів напівпровідникових (включаючи також перовськітних) квантових цяток надали можливість розробити цілий ряд нанолазерів з високими оптичними характеристиками. Сучасні тенденції розвитку лазерних технологій орієнтовано на екологічні вимоги, зокрема на розробку безплюмбумових перовськітних квантових цяток для зменшення токсичности. Гібридизація квантових цяток перовськітів уможливлює пасивувати поверхню, зменшити густину дефектів і підвищити час життя носіїв заряду, що понижує поріг лазерної генерації та підвищує стабільність роботи пристроїв. Такі гібридні системи демонструють поліпшену кристалічність, підвищені рухливість носіїв заряду й ефективне перенесення заряду між шарами, що сприяє підвищенню квантової ефективности та розширенню спектру випромінення від видимого до близького інфрачервоного діяпазону. Це відкриває нові можливості для створення високоефективних, стабільних і екологічно безпечних оптоелектронних і лазерних пристроїв нового покоління.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: перовськіти, квантові цятки, оптичні переходи, квантові енергетичні рівні, нанолазери

Цитування:
S. I. Pokutnii, V. O. Mashira, and T. Yu. Gromovoy, Nanolasers Based on Semiconductor Quantum Dots, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 24, No. 1: 65–82 (2026); https://doi.org/10.15407/nnn.24.01.065
ЛІТЕРАТУРА
  1. Ziwen Wang, Zezhong Yin, Dongze Xie, Yifei Wang, Zhenyu Yang, Fukai Shan, Jia Huang, and Dandan Hao, ACS Photonics, 14, Iss. 9: 1088 (2025); https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5c01387
  2. Zhen-Bo Guo, Xiang-Mei Duan, and Jing Wang, J. Phys. Chem. Lett., 16, Iss. 34: 8657 (2025); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c02152
  3. Yujie Jiao, Bing Gu, and Siying Peng, J. Phys. Chem. Lett., 16, Iss. 33: 8627 (2025); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01663
  4. Jiaying Liu, Xiaohui Liu, Jianwei Wang, Zhongyu Liu, Chenyu Zhou, Hubin Zeng, Heng Qiao, Jing Zhang, Like Huang, Ning Chen, and Yuejin Zhu, J. Phys. Chem. Lett., 16, Iss. 34: 8632 (2025); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c02129
  5. Dongke Chen, Han Cai, Xiaoyu Xuan, Zhili Hu, Yang Lu, Wanlin Guo, and Zhuhua Zhang, J. Phys. Chem. Lett., 16, Iss. 32: 8165 (2025); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01745
  6. Lanfang Hou, Siyi Hu, Butian Zhang, and Shun Wang, J. Phys. Chem. Lett., 16, Iss. 32: 8290 (2025); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01837
  7. Rohit Abraham John, Yiğit Demirağ, Yevhen Shynkarenko, Yuliia Berezovska, Natacha Ohannessian, Melika Payvand, Peng Zeng, Maryna I. Bodnarchuk, Frank Krumeich, Gökhan Kara, Ivan Shorubalko, Manu V. Nair, Graham A. Cooke, Thomas Lippert, Giacomo Indiveri and Maksym V. Kovalenko, Nature Commun., 13: Article No. 2074 (2022); doi:10.1038/s41467-022-29727-1
  8. Oleksandr Kolomiiets, Andriy Stelmakh, Amrutha Rajan, Sebastian Sabisch, Gabriele Rainò, Andrij Baumketner, Maksym V. Kovalenko, and Maryna I. Bodnarchuk, ACS Nano, 19, Iss. 30: 9117 (2025); doi:10.1021/acsnano.5c09117
  9. Arnab Ghosh, Samuel Palato, Patrick Brosseau, Rui Tao, Dmitry N. Dirin, Maksym V. Kovalenko, and Patanjali Kambhampati, ACS Nano, 19, Iss. 29: 7429 (2025); doi:10.1021/acsnano.5c07429
  10. Yuliia Kominko, Sebastian Sabisch, Andrii Kanak, Lidiia Dubenska, Ihor Cherniukh, Matthias Klimpel, Xuqi Liu, Sergey Tsarev, Simon C. Boehme, Gebhard J. Matt, Gabriele Rainò, Maksym V. Kovalenko, and Sergii Yakunin, ACS Nano, 19, Iss. 32: 7771 (2025); doi:10.1021/acsnano.5c03771
  11. S. I. Pokutnii, Semiconductors, 40: 217 (2006); doi:10.1134/S106378260602019
  12. S. I. Pokutnii, Physics of the Solid State, 39: 634 (1997); doi:10.1134/1.1129943
  13. Sergey I. Pokutnyi, Yuri N. Kulchin, Vladimir P. Dzyuba, and Andrey V. Amosov, Journal of Nanophotonics, 10, Iss. 3: 036008 (2016); https://doi.org/10.1117/1.JNP.10.036008
  14. S. I. Pokutnyi, Low Temperature Physics, 44: 819 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5049165
  15. S. I. Pokutnyi, Physics of the Solid State, 39: 528 (1997); doi:10.1134/1.1129923
  16. Viktor G. Klyuev, Denis V. Volykhin, Oleg V. Ovchinnikov, and Sergey I. Pokutnyi, Journal of Nanophotonics, 10, Iss. 3: 033507 (2016); doi:10.1117/1.JNP.10.033507
  17. Sergey I. Pokutnyi, Physics Letters A, 342, Iss. 4: 347 (2005); https://doi.org/10.1016/j.physleta.2005.04.070
  18. S. I. Pokutnyi, Semiconductors, 47: 1626 (2013); doi:10.1134/S1063782613120178
  19. Sandrine Ithurria and Benoit Dubertret, J. Am. Chem. Soc., 130, Iss. 49: 16504 (2008); https://doi.org/10.1021/ja807724e
  20. M. D. Tessier, B. Mahler, R. P. S. M. Lobo, B. Dubertret, and Al. L. Efros, Nature Mater., 10: 936 (2011); https://doi.org/10.1038/nmat3145
  21. Pooja Tyagi, Sarah M. Arveson, and William A. Tisdale, J. Phys. Chem. Lett., 6, Iss. 10: 1911 (2015); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5b00664
  22. Daniel Sapori, Mikaël Kepenekian, Laurent Pedesseau, Claudine Katan, and Jacky Even, Nanoscale, 8: 6369 (2016); https://doi.org/10.1039/C5NR07175E
  23. Shalini Singh, Renu Tomar, Stephanie ten Brinck, Jonathan De Roo, Pieter Geiregat, José C. Martins, Ivan Infante, and Zeger Hens, J. Am. Chem. Soc., 140, Iss. 41: 13292 (2018); https://doi.org/10.1021/jacs.8b07566
  24. A. Di Giacomo, C. Roda, A. H. Khan, and I. Moreels, Chem. Mater., 32: 9260 (2020); https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c03066
  25. Michael W. Swift, Alexander L. Efros, and Steven C. Erwin, Nature Communications, 15: Article No. 7737 (2024); https://doi.org/10.1038/s41467-024-518
  26. Christian Meerbach, Remo Tietze, Sascha Voigt, Vladimir Sayevich, Volodymyr M. Dzhagan, Steven C. Erwin, Zhiya Dang, Oleksandr Selyshchev, Kristian Schneider, Dietrich R. T. Zahn, Vladimir Lesnyak, and Alexander Eychmüller, Adv. Opt. Mater., 7, Iss. 7: 1801478 (2019); https://doi.org/10.1002/adom.201801478
  27. Claudine Katan, Nicolas Mercier, and Jacky Even, Chem. Rev., 119, Iss. 5: 3140 (2019); https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00417
  28. Elena V. Shornikova, Dmitri R. Yakovlev, Louis Biadala, Scott A. Crooker, Vasilii V. Belykh, Mikhail V. Kochiev, Alexis Kuntzmann, Michel Nasilowski, Benoit Dubertret, and Manfred Bayer, Nano Lett., 20, Iss. 2: 1370 (2020); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b04907
  29. R. Benchamekh, N. A. Gippius, J. Even, M. O. Nestoklon, J.-M. Jancu, S. Ithurria, B. Dubertret, Al. L. Efros, and P. Voisin, Phys. Rev. B, 89: 035307 (2014); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.035307
  30. Elena V. Shornikova, Dmitri R. Yakovlev, Nikolay A. Gippius, Gang Qiang, Benoit Dubertret, Ali Hossain Khan, Alessio Di Giacomo, Iwan Moreels, and Manfred Bayer, Nano Lett., 21, Iss. 24: 10525 (2021); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04159
  31. Carlos Moure and Octavio Peña, Progress in Solid State Chemistry, 43, Iss. 4: 123 (2015); https://doi.org/10.1016/J.PROGSOLIDSTCHEM.2015.09.001
  32. Priyanka Roy, Aritra Ghosh, Fraser Barclay, Ayush Khare, and Erdem Cuce, Coatings, 12, Iss. 8: 1089 (2022); https://doi.org/10.3390/coatings12081089
  33. Jiang-Yang Shao, Dongmei Li, Jiangjian Shi, Chuang Ma, Yousheng Wang, Xiaomin Liu, Xianyuan Jiang, Mengmeng Hao, Luozheng Zhang, Chang Liu, Yiting Jiang, Zhenhan Wang, Yu-Wu Zhong, Shengzhong Frank Liu, Yao-hua Mai, Yongsheng Liu, Yixin Zhao, Zhijun Ning, Lianzhou Wang, Baomin Xu, Lei Meng, Zuqiang Bian, Ziyi Ge, Xiaowei Zhan, Jingbi You, Yongfang Li, and Qingbo Meng, Science China Chemistry, 66: 10 (2022); https://doi.org/10.1007/s11426-022-1445-2
  34. Alexander L. Efros and Louis E. Brus, ACS Nano, 15, Iss. 4: 6192 (2021); https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01399
  35. Moritz Gramlich, Michael W. Swift, Carola Lampe, John L. Lyons, Markus Döblinger, Alexander L. Efros, Peter C. Sercel, and Alexander S. Urban, Adv. Sci., 9, Iss. 5: 2103013 (2022); https://doi.org/10.1002/advs.202103013
  36. Ali Naeem, Francesco Masia, Sotirios Christodoulou, Iwan Moreels, Paola Borri, and Wolfgang Langbein, Phys. Rev. B, 91: 121302 (2015); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.121302
  37. Elad Benjamin, Venkata Jayasurya Yallapragada, Daniel Amgar, Gaoling Yang, Ron Tenne, and Dan Oron, J. Phys. Chem. Lett., 11, Iss. 16: 6513 (2020); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c01628
  38. Botao Ji, Eran Rabani, Alexander L. Efros, Roman Vaxenburg, Or Ashkenazi, Doron Azulay, Uri Banin, and Oded Millo, ACS Nano, 14, Iss. 7: 8257 (2020); https://doi.org/10.1021/acsnano.0c01950
  39. Benjamin T. Diroll and Richard D. Schaller, J. Phys. Chem. C, 127, Iss. 9: 4601 (2023); https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c08079
  40. Alessio Di Giacomo, Carmelita Roda, Ali Hossain Khan, and Iwan Moreels, Chem. Mater., 32, Iss. 21: 9260 (2020); https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c03066
  41. Sotirios Christodoulou, Juan I. Climente, Josep Planelles, Rosaria Brescia, Mirko Prato, Beatriz Martin-Garcia, Ali Hossain Khan, and Iwan Moreels, Nano Lett., 18, Iss. 10: 6248 (2018); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b02361
  42. Alexander W. Achtstein, Sabrine Ayari, Sophia Helmrich, Michael T. Quick, Nina Owschimikow, Sihem Jaziri, and Ulrike Woggon, Nanoscale, 12, Iss. 46: 23521 (2020); https://doi.org/10.1039/D0NR04745G
  43. Benjamin T. Diroll, Corentin Dabard, Emmanuel Lhuillier, and Sandrine Ithurria, Adv. Opt. Mater., 12, Iss. 9: 2302004 (2024); https://doi.org/10.1002/adom.202302004
  44. Mengxia Liu, Nuri Yazdani, Maksym Yarema, Maximilian Jansen, Vanessa Wood, and Edward H. Sargent, Nature Electron., 4: 548 (2021); https://doi.org/10.1038/s41928-021-00632-7
  45. Namyoung Ahn, Clément Livache, Valerio Pinchetti, Heeyoung Jung, Ho Jin, Donghyo Hahm, Young-Shin Park, and Victor I. Klimov, Nature, 617: 79 (2023); https://doi.org/10.1038/s41586-023-05855-6
  46. Mickaël D. Tessier, Clémentine Javaux, Ivan Maksimovic, Vincent Loriette, and Benoit Dubertret, ACS Nano, 6, Iss. 8: 6751 (2012); https://doi.org/10.1021/nn3014855
  47. Mickaël D. Tessier, Louis Biadala, Cécile Bouet, Sandrine Ithurria, Benjamin Abecassis, and Benoit Dubertret, ACS Nano, 7, Iss. 4: 3332 (2013); https://doi.org/10.1021/nn400833d
  48. Alexander W. Achtstein, Andrei Schliwa, Anatol Prudnikau, Marya Hardzei, Mikhail V. Artemyev, Christian Thomsen, and Ulrike Woggon, Nano Lett., 12, Iss. 6: 3151 (2012); https://doi.org/10.1021/nl301071n
  49. Felipe V. Antolinez, Freddy T. Rabouw, Aurelio A. Rossinelli, Jian Cui, and David J. Norris, Nano Lett., 19, Iss. 12: 8495 (2019); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b02856
  50. C. Trallero-Giner, A. Debernardi, M. Cardona, E. Menéndez-Proupin, and A. I. Ekimov, Physical Rev. B, 57: 4664 (1998); doi:10.1103/PhysRevB.57.4664
  51. Katie Hills-Kimball, Hanjun Yang, Tong Cai, Junyu Wang, and Ou Chen, Advanced Science, 8, Iss. 12: 214 (2021); https://doi.org/10.1002/advs.202100214
  52. Kaiyang Wang, Shuai Wang, Shumin Xiao, and Qinghai Song, Advanced Optical Materials, 6, Iss. 18: 278 (2018); https://doi.org/10.1002/adom.201800278
  53. Qi Wei, Xiaojun Li, Chao Liang, Zhipeng Zhang, Jia Guo, Guo Hong, Guichuan Xing, and Wei Huang, Advanced Optical Materials, 7, Iss. 17: 80 (2019); https://doi.org/10.1002/adom.201900080
  54. Aryamol Stephen, A. Biju, Sona C. P, and Jayaram Peediyekkal, Journal of Luminescence, 269: 120462 (2024); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2024.120462
  55. Loredana Protesescu, Sergii Yakunin, Maryna I. Bodnarchuk, Franziska Krieg, Riccarda Caputo, Christopher H. Hendon, Ruo Xi Yang, Aron Walsh, and Maksym V. Kovalenko, Nano Lett., 15, Iss. 6: 3692 (2015); https://doi.org/10.1021/nl5048779
  56. Yu Chen, Minghuai Yu, Shuai Ye, Jun Song, and Junle Qu, Nanoscale, 10, Iss. 14: 6704 (2018); https://doi.org/10.1039/c7nr08670a
  57. Yu-Hung Hsieh, Bo-Wei Hsu, Kang-Ning Peng, Kuan-Wei Lee, Chih Wei Chu, Shu-Wei Chang, Hao-Wu Lin, Ta-Jen Yen, and Yu-Jung Lu, ACS Nano, 14, Iss. 9: 11670 (2020); https://doi.org/10.1021/acsnano.0c04224
  58. Richard T. Williams, Weronika W. Wolszczak, Xiaoheng Yan, and David L. Carroll, ACS Nano, 14, Iss. 5: 5161 (2020); https://doi.org/10.1021/acsnano.0c02529
  59. Lei Lei, Qi Dong, Kenan Gundogdu, and Franky So, Advanced Functional Materials, 31, Iss. 16: 144 (2021); https://doi.org/10.1002/adfm.202010
  60. Haiyun Dong, Chunhuan Zhang, Xiaolong Liu, Jiannian Yao, and Yong Sheng Zhao, Chemical Society Reviews, 49, Iss. 3: 951 (2020); https://doi.org/10.1039/c9cs00598f
  61. Chien-Yu Huang, Hanchen Li, Ye Wu, Chun-Ho Lin, Xinwei Guan, Long Hu, Jiyun Kim, Xiaoming Zhu, Haibo Zeng, and Tom Wu, Nano-Micro Letters, 15: Article No. 16 (2022); https://doi.org/10.1007/s40820-022-00983-6
  62. Junhao Lin, Leyre Gomez, Chris de Weerd, Yasufumi Fujiwara, Tom Gregorkiewicz, and Kazutomo Suenaga, Nano Letters, 16, Iss. 1: 7198 (2016); https://doi.org/10.1021/ACS.NANOLETT.6B03552
  63. Leepsa Mishra, Ranjan Kumar Behera, Aradhana Panigrahi, Priyanka Dubey, Soumi Dutta, and Manas Kumar Sarangi, The Journal of Physical Chemistry Letters, 14, Iss. 10: 2651 (2023); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.3c00010
  64. Anja Barfüßer, Sebastian Rieger, Amrita Dey, Ahmet Tosun, Quinten A. Akkerman, Tushar Debnath, and Jochen Feldmann, Nano Letters, 22, Iss. 22: 8810 (2022); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c02223
  65. Mateusz Dyksik, Shuli Wang, Watcharaphol Paritmongkol, Duncan K. Maude, William A. Tisdale, Michal Baranowski, and Paulina Plochocka, The Journal of Physical Chemistry Letters, 12, Iss. 6: 1638 (2021); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c03731
  66. Dayton J. Vogel, Andrei Kryjevski, Talgat Inerbaev, and Dmitri S. Kilin, The Journal of Physical Chemistry Letters, 8, Iss. 13: 3032 (2017); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.6b03048
  67. Di Xing, Mu-Hsin Chen, Zhiyu Wang, Chih-Zong Deng, Ya-Lun Ho, Bo-Wei Lin, Cheng-Chieh Lin, Chun-Wei Chen, and Jean-Jacques Delaunay, Advanced Functional Materials, 34, Iss. 26: 2314953 (2024); https://doi.org/10.1002/adfm.202314
  68. Chun-Ying Huang, Chen Zou, Chenyi Mao, Kathryn L. Corp, Yung-Chi Yao, Ya-Ju Lee, Cody W. Schlenker, Alex K. Y. Jen, and Lih Y. Lin, ACS Photonics, 4, Iss. 9: 2281 (2017); https://doi.org/10.1021/ACSPHOTONICS. 7B00520
  69. Jingyi Tian, Qi Ying Tan, Yutao Wang, Yihao Yang, Guanghui Yuan, Giorgio Adamo, and Cesare Soci, Nature Communications, 14: Article No. 1433 (2022); https://doi.org/10.1038/s41467-023-36963-6
  70. Lei Wang, Linghai Meng, Lan Chen, Sheng Huang, Xiangang Wu, Guang Dai, Luogen Deng, Junbo Han, Bingsuo Zou, Chunfeng Zhang, and Haizheng Zhong, The Journal of Physical Chemistry Letters, 10, Iss. 12: 3248 (2019); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.9b00658
  71. Ziyu Li, Zhiyuan Gao, Lige Liu, Kai Zhang, Rui Ma, Yue Wang, Gaoling Yang, and Kebin Shi, Nano Letters, 25, Iss. 18: 7410 (2025); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c00861
  72. Lihua Ye, Shaoqiang Hong, Chunguang Lu, and Qing Zhao, Journal of Luminescence, 277: 120990 (2025); https://doi.org/10.1016/j.jlumin. 2024
  73. Zhijun Ning, Xiwen Gong, Riccardo Comin, Grant Walters, Fengjia Fan, Oleksandr Voznyy, Emre Yassitepe, Andrei Buin, Sjoerd Hoogland, and Edward H. Sargent, Nature, 523: 324 (2015); https://doi.org/10.1038/nature14563
  74. Jifan Zou, Mengkai Li, Xiaoyu Zhang, and Weitao Zheng, Journal of Applied Physics, 132: 220901 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0126496
  75. Hung-Chia Wang, Zhen Bao, Hsin-Yu Tsai, An-Cih Tang, and Ru-Shi Liu, Small, 14, Iss. 1: 2433 (2018); https://doi.org/10.1002/smll.201702433
  76. Lin-Jer Chen, Jia-Heng Dai, Jia-De Lin, Ting-Shan Mo, Hong-Ping Lin, Hui-Chen Yeh, Yu-Chou Chuang, Shun-An Jiang, and Chia-Rong Lee, ACS Applied Materials & Interfaces, 10, Iss. 39: 33307 (2018); https://doi.org/10.1021/acsami.8b08474
  77. Junzhi Ye, Deepika Gaur, Chenjia Mi, Zijian Chen, Iago Lypez Fernández, Haitao Zhao, Yitong Dong, Lakshminarayana Polavarapu, and Robert L. Z. Hoye, Chemical Society Reviews, 53, Iss. 16: 8095 (2024); https://doi.org/10.1039/d4cs00077c
  78. Haijie Chen, Joao M. Pina, Yi Hou, and Edward H. Sargent, Advanced Energy Materials, 12, Iss. 4: 2100774 (2021); https://doi.org/10.1002/aenm.202100774
  79. Jianguo Cao, Yingge Geng, Lijie Wu, Yuan Zhang, Jie Xu, Haixia Xie, and Yong Pan, Chemistry Select., 10, Iss. 17: e202501401 (2025); https://doi.org/10.1002/slct.202501401
  80. Hyung Ryul You, Han Na Yu, Eon Ji Lee, Hyeon Soo Ma, Younghoon Kim, and Jongmin Choi, Applied Physics Reviews, 11, Iss. 4: 041329 (2024); https://doi.org/10.1063/5.0218208
  81. Jianhua Han, Songping Luo, Xuewen Yin, Yu Zhou, Hui Nan, Jianbao Li, Xin Li, Dan Oron, Heping Shen, and Hong Lin, Small, 14, Iss. 31: 1801016 (2018); https://doi.org/10.1002/smll.201801016