بهبود درخشش نقاط کوانتومی و نانومیله‌ها

به لیست کشف‌های مهم نظیر نیروی گرانش و پنی‌سیلین این را هم اضافه کنید: دانشمندان دپارتمان انرژی در آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی به راز این که چرا تولید نقاط کوانتومی و نانومیله‌ها تولیده شده آنها با مشکل کم بودن شدت تابش روبرو می‌شود، پی بردند. به بیانی دیگر آنها دریافتند که چگونه می‌توان این مشکل را حل کرد.

یک تیم تحقیقاتی به رهبری پاول آلیویساتوس از آزمایشگاه لورنس به‌همراه پراشانت جین، شیمی‌دان دانشگاه ایلینویز، دریافتند که چرا نانوبلورهای ساخته شده از محلول‌های چند جزئی که از روش مبادله کاتیون تولید می‌شوند، نشر نور ضعیفی دارند. این مشکل، که آنها موفق به‌حل آن شده‌اند، ریشه در ناخالصی‌های محصول نهایی دارد. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که می‌توان این ناخالصی‌ها را با استفاده از گرما از بین برد.

جین می‌گوید با گرم کردن نانوبلورها تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ما توانستیم ناخالصی‌ها را زدوده و تابش لومینسانس را تا ۴۰۰ برابر افزایش دهیم. وقتی که این ناخالصی‌ها حذف شدند، خواص اپتوالکترونیک نانوبلورها که از طریق تبادل یونی ایجاد می‌شود نسبت به نانوبلورهایی که از روش‌های رایج ایجاد می‌شود بهبود می‌یابد. پاول آلیویساتوس می‌گوید با یافته‌های ما، روش تبادل یونی تبدیل به‌روشی می‌شود که می‌توان با آن نانوبلورهایی با خاصیت اپتوالکتریکی بالا تهیه کرد.

جین نویسنده اول و پاول آلیویساتوس نویسنده دوم مقاله‌ای است که تحت عنوان “Highly Luminescent Nanocrystals From Removal of Impurity Atoms Residual From Ion Exchange Synthesis  در نشریه  Angewandte Chemie به چاپ رسیده است. نویسندگان دیگر این مقاله براندون ببرویسک، لام کیو فانگ و مارک پولکینگ هستند.

نانومیله‌ها و نقاط کوانتومی نانوبلورهای نیمه‌هادی نشر کننده نور هستند که کاربردهای وسیعی دارند. این نانوبلورها را می‌توان از محلول‌های حاوی ذرات معلق به‌دست آورد. پاول آلیویساتوس و همکارانش روش جدیدی ارائه کردند که در آن نانوبلورها به صورت شیمیایی با استفاده از تبادل یا جایگزینی کاتیون‌ها درون شبکه بلوری حاوی کاتیونی از نوع دیگر،  به‌دست می‌آید. با این روش می‌توان انواع جدیدی از نانوبلورهای پوسته‌ای-هسته‌ای را که پیش از این با روش‌ها معمولی امکان تولید آن وجود نداشت را تولید کنند. این گروه تحقیقاتی بر حسب اتفاق هنگام تست یک نمونه‌ای که شش ماه در گوشه‌ای مانده بود، دریافتند که تابش لومینسانس این نمونه بهبود یافته و تقریبا ۷ برابر بیشتر شده است. آنها دریافتد که کاهش ناخالصی موجب این رفتار شده است، اما از آنجایی که آنها نمی‌خواستند برای هر نمونه شش ماه منتظر بمانند، در نتیجه روش گرمادهی را پیشنهاد کردند که با آن ناخالص‌ها کاهش می‌یافت.