کنترل رشد بلورها؛ گامی به سوی ساخت نمایشگرهای سه‌بعدی

پژوهشگران سنگاپوری راهی ساده برای رشد بلورهای نانومقیاس برای استفاده در
نمایشگرهای سهبعدی یافته‌اند. برای این کار آنها از عناصر گروه لانتانید برای
دوپینگ NaYF4 استفاده کردند که با این کار علاوه بر کنترل ساختار و اندازهی بلورها،
طیف نشری این ماده را نیز می‌توان کنترل کرد.

NaYF4 یکی از ترکیبات بسیار مهم در توسعهی نمایشگرهای سهبعدی است. این ترکیب پرتو
مادون قرمز را جذب و نور مرئی را منتشر می‌کند؛ با این کار می‌توان این بلورها را
درون نمایشگرهای سیلیکونی قرار داد و با تابش لیزر مادون قرمز تصاویری سهبعدی ایجاد
کرد. مزیت NaYF4، غیر سمی بودن و زیستسازگاری آن است که این ماده را به گزینهای
مناسب برای ساخت دستگاه‌های تصویربرداری زیستی و برچسبزنی زیستی لومینسانس تبدیل
کردهاست.

مشکل پیش رو در این فناوری آن است که بلورها باید کمتر از ۲۰ نانومتر و به شکل
ششوجهی باشند. از آنجا که بلورهای NaYF4 بهصورت طبیعی تمایل به تشکیل ساختار مکعبی
دارند، برای ایجاد ساختار ششوجهی باید عملیات حرارتی بسیار شدید و مواد شیمیایی قوی
روی آن اعمال گردد که این خود مشکلات دیگری را ایجاد می‌کند.

پژوهشگران سنگاپوری راهی ساده‌تر برای رشد بلورهای نانومقیاس با ساختار کنترلشده
یافته‌اند؛ آنها مقداری از عناصر گروه لانتانید را به این ماده تزریق می‌کنند که با
این کار علاوه بر ساخت بلورهایی به اندازهی ده نانومتر، می‌توان رنگ پرتو‌های
منتشرشونده را نیز تحت کنترل درآورده، طیف‌های نشری از سفید تا سبز را ایجاد کرد.

آنها دریافتند که عنصر ساماریوم و نئودیمیوم موجب کوچک شدن بلورها می‌گردد؛ اما
اربیوم، یتربیوم و تالیوم باعث تغییر رنگ پرتو نشری می‌گردد، همچنین این گروه
دریافته‌اند که افزودن یون گادولیوم در طول فرایند رشد بلور موجب تشکیل ساختار
ششوجهی می‌شود؛ زیرا یون گادولیوم جایگزین یون یتریوم شده که این کار موجب می‌شود
تا تمام بلور به خود ساختار ششوجهی بگیرد.