روشی برای تولید نقاط کوانتومی با ویژگی‌های منحصربه‌فرد

پژوهشگران روش جدیدی برای تولید نقاط کوانتومی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نقاطی با کارایی نشر نزدیک به صددرصد تولید کرد.

نقاط کوانتومی کلوئیدی معمولاً به‌صورت عمدی در طول فرآیند سنتز شیمیایی خرد می‌شوند که در نهایت تشکیل نقاط پایداری می‌دهند که توانایی نشر نور را داشته و از نقطه‌نظر تابش نور، کاملاً قابل مقایسه با نقاطی هستند که با کمک روش‌های پیچیده‌تر سنتز می‌شوند.

نقاط کوانتومی خردشده دارای طیف نشر باریکی بوده و در عین حال بسیار پایدار هستند. این نقاط انرژی نشری غیرنوسانی داشته و چشمک نمی‌زنند. اخیراً یک گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی لوس‌آلموس نشان دادند که نقاط کوانتومی کلوئیدی در معرض تنش، جایگزین مناسبی برای منابع نوری نانومقیاس هستند و از آنها می‌توان به‌عنوان منبع نور نانومقیاس منفرد در مدارات کوانتومی نوری، حسگرهای بسیار حساس و ادوات تشخیص پزشکی استفاده کرد.

ویکتور کلیموف از محققان این پروژه می‌گوید: « علاوه بر بهبود عملکرد نسبت به نقاط کوانتومی تولیدشده با روش‌های رایج، این نقاط کوانتومی جدید بسیار منعطف بوده و می‌توان طول موج نشر آنها را دستکاری کرد. این نقاط کوانتومی خردشده، با انواع محیط‌ها قابل انطباق بوده و می‌توان از آنها در محیط‌های زیستی و شیمیایی مختلف استفاده نمود.»

این روش تولید نقاط کوانتومی به محققان اجازه می‌دهد تا نشردهنده‌های ایده‌آلی با نقاط کوانتومی تولید کنند که بازده نشر ۱۰۰درصدی داشته باشند به‌طوری که در طول موج‌های مرئی، مادون قرمز و فرابنفش این بازده را حفظ کنند. این مزیت موجب شده تا بتوان از آنها در ساخت نمایشگر استفاده کرد.

این نقاط کوانتومی کلوئیدی جدید از یک هسته سلنیم/کادمیم تشکیل شده که درون یک پوسته از جنس کادمیم، روی و سلنیم محاط شده‌است. به دلیل عدم تقارن شبکه‌ای میان سلنید کادمیم و سلنید روی، هسته متراکم شده و عمود بر محور بلور قرار می‌گیرد. چنین ساختار نامتقارنی کلید برخی خواص این نقاط است.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Asymmetrically strained quantum dots with non-fluctuating single-dot emission spectra and subthermal room-temperature linewidths  در نشریه Nature Materials منتشر شده‌است.