Kvantpunktide rakendamine. Kvantpunktide kujundused. Kõrgem tippheledus

Hea aeg päeva, Habrazhiteliki! Arvan, et paljud on märganud, et üha sagedamini on hakanud ilmuma reklaame kvantpunkttehnoloogial põhinevatest kuvaritest ehk nn QD – LED (QLED) ekraanidest, hoolimata sellest, et hetkel on tegemist vaid turundusega. Sarnaselt LED-telerile ja Retinale on see LCD-ekraanide loomise tehnoloogia, mis kasutab taustvalgusena kvantpunktipõhiseid LED-e.

Teie alandlik teenija otsustas välja mõelda, mis on kvantpunktid ja millega neid kasutatakse.

Selle asemel, et tutvustada

Kvantpunkt- juhi või pooljuhi fragment, mille laengukandjad (elektronid või augud) on ruumiliselt piiratud kõigis kolmes mõõtmes. Kvantpunkti suurus peab olema piisavalt väike, et kvantefektid oleksid olulised. See saavutatakse, kui kineetiline energia elektron on märgatavalt suurem kui kõik teised energiaskaalad: esiteks suurem kui energiaühikutes väljendatud temperatuur. Kvantpunktid sünteesisid esmakordselt 1980. aastate alguses Aleksei Ekimov klaasmaatriksis ja Louis E. Brous kolloidsetes lahustes. Mõiste "kvantpunkt" võttis kasutusele Mark Reed.

Kvantpunkti energiaspekter on diskreetne ja laengukandja statsionaarsete energiatasemete vaheline kaugus sõltub kvantpunkti enda suurusest - h/(2md^2), kus:

1. h - vähendatud Plancki konstant;
2. d on punkti iseloomulik suurus;
3. m on elektroni efektiivne mass punktis

Lihtsamalt öeldes on kvantpunkt pooljuht, mille elektrilised omadused sõltuvad selle suurusest ja kujust.

Näiteks kui elektron liigub madalamale energiatasemele, kiirgab footon; Kuna saate kvantpunkti suurust reguleerida, saate muuta ka kiiratava footoni energiat ja seega muuta kvantpunkti poolt kiiratava valguse värvi.

Kvantpunktide tüübid

On kahte tüüpi:

• epitaksiaalsed kvantpunktid;
• kolloidsed kvantpunktid.

Tegelikult on need nime saanud nende saamiseks kasutatud meetodite järgi. Ma ei räägi neist üksikasjalikult tõttu suur kogus keemilised terminid (Google aitab). Lisan vaid, et kolloidsünteesi kasutades on võimalik saada nanokristalle, mis on kaetud adsorbeerunud pindaktiivsete ainete molekulide kihiga. Seega lahustuvad need orgaanilistes lahustites ja peale modifitseerimist ka polaarsetes lahustites.

Kvantpunkti disain

Tavaliselt on kvantpunkt pooljuhtkristall, milles realiseeritakse kvantefektid. Sellises kristallis olev elektron tunneb end olevat kolmemõõtmelises potentsiaalikas ja tal on palju statsionaarseid energiatasemeid. Sellest lähtuvalt võib kvantpunkt ühelt tasandilt teisele liikudes kiirata footoni. Kõige selle juures on üleminekuid lihtne juhtida, muutes kristalli mõõtmeid. Samuti on võimalik elektroni üle kanda kõrgele energiatasemele ja saada kiirgust üleminekust madalamate tasandite vahel ning selle tulemusena saame luminestsentsi. Tegelikult oli just selle nähtuse vaatlemine esimene kvantpunktide vaatlus.

Nüüd näidikutest

Täisväärtuslike ekraanide ajalugu sai alguse 2011. aasta veebruaris, kui Samsung Electronics esitles kvantil põhineva täisvärviekraani arendust. QLED punktid. Tegemist oli 4-tollise ekraaniga, mida juhib aktiivmaatriks, st. Iga värvi kvantpunktpikslit saab õhukese kilega transistori abil sisse ja välja lülitada.

Prototüübi loomiseks kantakse ränitrükkplaadile kiht kvantpunktilahust ja pihustatakse lahustit. Seejärel surutakse kvantpunktide kihti kammipinnaga kummitempel, eraldatakse ja tembeldatakse klaasile või painduvale plastikule. Nii kantakse substraadile kvantpunktide triibud. Värvilistel kuvadel sisaldab iga piksel punast, rohelist või sinist alampikslit. Sellest lähtuvalt kasutatakse neid värve erineva intensiivsusega, et saada kõige rohkem rohkem toonid.

Järgmine samm arenduses oli Bangalores asuva India teadusinstituudi teadlaste artikli avaldamine. Kus kirjeldati kvantpunkte, mis helendavad mitte ainult oranžina, vaid ka vahemikus tumerohelisest punaseni.

Miks on LCD halvem?

Peamine erinevus QLED-ekraani ja LCD vahel seisneb selles, et viimane suudab katta vaid 20-30% värvivahemikust. Samuti pole QLED-telerites vaja kasutada valgusfiltritega kihti, kuna kristallid kiirgavad neile pinge rakendamisel alati selgelt määratletud lainepikkusega ja sellest tulenevalt sama värviväärtusega valgust.

Samuti oli uudis Hiinas kvantpunktidel põhineva arvutiekraani müügist. Kahjuks pole mul olnud võimalust seda oma silmaga kontrollida, erinevalt telerist.

P.S. Väärib märkimist, et kvantpunktide kasutusala ei piirdu ainult LED-kuvaritega, muuhulgas saab neid kasutada väljatransistorides, fotoelementides, laserdioodides ning nende kasutamise võimalus meditsiinis ja kvantarvutuses samuti uuritakse.

P.P.S. Kui me räägime minu isiklikust arvamusest, siis ma usun, et need ei ole järgmise kümne aasta jooksul populaarsed mitte sellepärast, et neid vähe teatakse, vaid sellepärast, et nende kuvarite hinnad on kõrged, kuid ma tahan siiski loota, et kvant punktid leiavad oma rakenduse meditsiinis ja neid kasutatakse mitte ainult kasumi suurendamiseks, vaid ka headel eesmärkidel.

Kvantpunktid on väikesed kristallid, mis kiirgavad täpselt kontrollitud värviväärtustega valgust. Need parandavad oluliselt pildikvaliteeti, mõjutamata seadmete lõplikku maksumust.

Quantum dot LED – uus ekraanitehnoloogia Tavalised LCD-telerid on võimelised edastama vaid 20-30% inimsilmaga tajutavast värvivahemikust. OLED-ekraanil olev pilt on realistlikum, kuid see tehnoloogia ei sobi suurte kuvarite masstootmiseks. Kuid hiljuti on see asendatud uuega, mis võimaldab kuvada täpseid värviväärtusi. See on umbes nn kvantpunktide kohta. 2013. aasta alguses tutvustas Sony esimest kvantpunktidel põhinevat telerit (Quantum dot LED, QLED). Sel aastal jõuavad masstootmisse ka teised seadmemudelid, mis maksavad sama palju kui tavalised LCD-telerid ja oluliselt vähem kui OLED-lahendused. Mis vahe on kasutades toodetud kuvareid uus tehnoloogia, tavalistelt LCD-ekraanidelt?

LCD-teleritel pole puhtaid värve

Vedelkristallkuvarid koosnevad viiest kihist: lähtepunktiks on valge valgus, mida kiirgavad LED-id ja lastakse läbi mitme filtri. Ees ja taga asuvad polariseerivad filtrid koos vedelkristallidega reguleerivad läbiva valgusvoogu, vähendades või suurendades heledust. See on võimalik tänu pikslitransistoridele, mis mõjutavad seda, kui palju valgust läbib filtreid (punane, roheline, sinine). Nende kolme alampiksli värvikombinatsioon, millele filtreid rakendatakse, annab lõpuks pikslile teatud värviväärtuse. Värvide segamine pole probleem, kuid puhast punast, rohelist või sinist niimoodi saada on võimatu. Põhjus peitub siin filtrites, mis edastavad mitte ainult ühte kindla pikkusega lainet, vaid tervet hunnikut erineva pikkusega laineid. Näiteks oranž valgus läbib ka punase filtri.

LED-tuli süttib, kui sellele rakendatakse pinget. See põhjustab elektronide liikumise N-tüüpi materjalist P-tüüpi materjalile. N-tüüpi materjal sisaldab liigse arvu elektronidega aatomeid. P-tüüpi materjal sisaldab aatomeid, millel puuduvad elektronid. Kui liigsed elektronid sisenevad viimastesse, vabastavad nad energiat valguse kujul. Tavalistes pooljuhtkristallides on see tavaliselt valge valgus, mida toodavad mitmed erinevad lainepikkused. Selle põhjuseks on asjaolu, et elektronid võivad olla erineva energiatasemega. Seetõttu on emiteeritud footonitel erinev energia, mis väljendub kiirguse erinevates lainepikkustes.

Kvantpunktid – stabiilne valgus

QLED-ekraanidel on valgusallikaks kvantpunktid – mitme nanomeetri suurused kristallid. Sel juhul pole valgusfiltritega kihti vaja, kuna neile pinge rakendamisel kiirgavad kristallid alati selgelt määratletud lainepikkusega valgust ja seega ka värviväärtust - energiatsoon väheneb ühe energiatasemeni. Seda efekti seletatakse kvantpunkti väikese suurusega, milles elektron, nagu aatomis, on võimeline liikuma ainult piiratud ruumis. Nagu aatomis, saab kvantpunkti elektron hõivata ainult rangelt määratletud energiatasemeid. Tänu sellele, et need energiatasemed sõltuvad ka materjalist, on võimalik kvantpunktide optilisi omadusi spetsiifiliselt häälestada. Näiteks punase värvuse saamiseks kasutatakse kaadmiumi, tsingi ja seleeni sulamist (CdZnSe) saadud kristalle, mille suurus on umbes 10–12 nm. Kaadmiumi ja seleeni sulam sobib kollaseks, roheliseks ja sinised värvid, viimast saab ka tsingi ja väävli ühendi nanokristallide abil suurusega 2–3 nm.

Kuna siniste kristallide masstootmine on seotud suurte raskuste ja kuludega, ei ole Sony esitletav teler “puhas” kvantpunktidel põhinev QLED-teler. QD Visioni toodetud kuvarite tagaküljel on siniste LED-ide kiht, mille valgus läbib punaste ja roheliste nanokristallide kihi. Selle tulemusena asendavad need sisuliselt praegu levinud valgusfiltrid. Tänu sellele suureneb värvigamma võrreldes tavaliste LCD-teleritega 50%, kuid ei küündi “puhta” QLED-ekraani tasemele. Viimastel on lisaks laiemale värvigammale veel üks eelis: nad säästavad energiat, kuna pole vaja valgusfiltritega kihti. Tänu sellele saab QLED-telerite ekraani esiosa ka rohkem valgust kui tavalistel teleritel, mis edastavad vaid umbes 5% valgusvoost.

Kvantpunktid HDTV-s

Meie silmad on võimelised nägema rohkem värve, kui HDTV-d suudavad kuvada. Kvantpunktidel põhinevad kuvad võivad seda olukorda muuta. Kvantpunktid on mõne nanomeetrise läbimõõduga pisikesed osakesed, mis kiirgavad valgust ühel kindlal lainepikkusel ja alati sama värviväärtusega. Kui nüüdisaegsetes telerites kasutatavatest valgusfiltritest rääkida, siis need annavad ainult hägusaid värve.

Ekraanid ilma filtriteta

Kaasaegsetes telerites muutub LED-lampide valge valgus (taustvalgus) tänu valgusfiltritele värviliseks. Kvantpunktiekraanil (QLED) toodetakse värve otse valgusallikas. Vedelkristalle ja polarisatsiooni kasutavad heleduse reguleerimise süsteemid ei ole muutunud.

Valgusrakud võrdluseks

LED-ides liiguvad elektronid N-tüüpi materjalilt P-tüüpi materjalile, vabastades energia kujul valge valgus erinevate lainepikkustega. Filter genereerib soovitud värvi. QLED-telerites kiirgavad nanokristallid kindla lainepikkusega valgust ja seega ka värvi.

Laiem värvigamma

Kvantpunktiekraanid suudavad kuvada loomulikumaid värve (punane, roheline, sinine) kui traditsioonilised telerid, hõlmates laiemat värvivahemikku, mis on meie värvitajule kõige lähemal.

Suurus ja materjal määravad värvi

Kui elektron (e) ühendub kvantpunktiga, vabaneb energia footonite (P) kujul. Kasutades erinevaid materjale ja nanokristallide suurust muutes on võimalik mõjutada selle energia hulka ja sellest tulenevalt ka valguslaine pikkust.

Selleks, et saada üldine idee omaduste kohta materiaalsed esemed ja seaduste järgi, mille järgi kõigile tuttav makromaailm “elab”, pole üldse vaja kõrgkooli lõpetada, sest iga päev seisavad kõik silmitsi oma ilmingutega. Kuigi viimasel ajal on sarnasuse printsiipi üha enam mainitud, väidavad selle pooldajad, et mikro- ja makromaailm on väga sarnased, on erinevus siiski olemas. See on eriti märgatav väga väikeste kehade ja esemete puhul. Kvantpunktid, mida mõnikord nimetatakse nanopunktideks, on üks neist juhtudest.

Vähem vähem

Jätame meelde klassikaline seade aatom, näiteks vesinik. See sisaldab tuuma, millel on positiivselt laetud prootoni olemasolu tõttu pluss, see tähendab +1 (kuna vesinik on perioodilisuse tabeli esimene element). Vastavalt sellele on tuumast teatud kaugusel elektron (-1), mis moodustab elektronkihi. Ilmselgelt, kui väärtust suurendada, kaasneb sellega uute elektronide lisamine (pidage meeles: üldiselt on aatom elektriliselt neutraalne).

Iga elektroni ja tuuma vaheline kaugus määratakse negatiivselt laetud osakeste energiatasemete järgi. Iga orbiit on konstantne; osakeste üldine konfiguratsioon määrab materjali. Elektronid võivad hüpata ühelt orbiidilt teisele, neelates või vabastades energiat ühe või teise sagedusega footonite kaudu. Kõige kaugemad orbiidid sisaldavad maksimaalse energiatasemega elektrone. Huvitav on see, et footonil endal on kahesugune olemus, mida määratletakse samaaegselt massita osakese ja elektromagnetkiirgusena.

Sõna "footon" Kreeka päritolu, see tähendab "valguse osakest". Seetõttu võib väita, et kui elektron muudab oma orbiiti, neelab (kiirab) ta valguskvanti. IN sel juhul On asjakohane selgitada teise sõna - "kvant" - tähendust. Tegelikult pole midagi keerulist. Sõna pärineb ladinakeelsest sõnast "kvant", mis tähendab sõna-sõnalt mis tahes füüsikalise suuruse (siin kiirgus) väikseimat väärtust. Selgitame näitega, mis on kvant: kui kaalu mõõtmisel oleks väikseim jagamatu suurus milligramm, siis võiks seda nii nimetada. Nii seletatakse lihtsalt pealtnäha keerukat terminit.

Kvantpunktide selgitus

Tihtipeale võib õpikutest leida nanopunkti definitsiooni – see on üliväike mis tahes materjali osake, mille mõõtmed on võrreldavad elektroni emiteeritud lainepikkusega (täisspekter katab piiri 1-10 nanomeetrit). Selle sees on üksiku negatiivse laengukandja väärtus väiksem kui väljaspool, mistõttu elektron on oma liikumises piiratud.

Mõistet "kvantpunktid" saab aga seletada erinevalt. Footoni neelanud elektron “tõuseb” kõrgemale energiatasemele ja selle asemele tekib “puudus” - nn auk. Vastavalt sellele, kui elektronil on -1 laeng, siis augul on laeng +1. Püüdes naasta oma varasemasse stabiilsesse olekusse, kiirgab elektron footoni. Laengukandjate “-” ja “+” ühendust nimetatakse sel juhul eksitoniks ja füüsikas mõistetakse seda osakesena. Selle suurus sõltub neeldunud energia tasemest (kõrgem orbiit). Kvantpunktid on just need osakesed. Elektroni kiirgava energia sagedus sõltub otseselt osakeste suurusest sellest materjalist ja eksiton. Väärib märkimist, et inimsilma valguse värvitaju põhineb erineval

"Nanotehnoloogia" on sõna keeruline ajalugu ja venekeelne kontekst on kahjuks veidi diskrediteeritud. Kui aga jätta tähelepanuta iroonilised sotsiaal-majanduslikud varjundid, võib tõdeda, et viimastel aastatel on nanotehnoloogia hakanud arenema teaduslikust ja teoreetilisest kontseptsioonist vormideni, millest lähitulevikus võivad saada tõelised kommertstooted ja mis sisenevad meie ellu.

Selle suurepärane näide on kvantpunktid. Pooljuhtide nanoosakesi kasutavad tehnoloogiad leiavad tasapisi rakendusi täiesti erinevates valdkondades: meditsiin, trükkimine, fotogalvaanika, elektroonika – osa tooteid on prototüübi tasemel veel olemas, kohati on tehnoloogiat osaliselt juurutatud, osa aga juba praktilises kasutuses.

Mis on "kvantpunkt" ja millega seda süüakse?

Kvantpunkt on anorgaanilise pooljuhtmaterjali (räni, indiumfosfiid, kaadmiumseleniid) nanokristall. "Nano" tähendab mõõdetuna osades miljardi kohta ja selliste kristallide suurus on vahemikus 2 kuni 10 nanomeetrit. Väikese suuruse tõttu käituvad nanoosakeste elektronid väga erinevalt pooljuhtide elektronidest.

Kvantpunkti energiaspekter on heterogeenne, sellel on elektroni (negatiivse laenguga osakese) ja augu jaoks eraldi energiatasemed. Auk pooljuhtides on täitmata valentsside, positiivse laengu kandja, mis on arvuliselt võrdne elektroniga, see tekib siis, kui side tuuma ja elektroni vahel katkeb.

Kui luuakse tingimused, mille korral laengukandja kristallis liigub tasemelt teisele, siis selle ülemineku käigus kiirgub footon. Osakeste suurust muutes saate kontrollida selle kiirguse neeldumissagedust ja lainepikkust. Praktikas tähendab see, et olenevalt täpi osakeste suurusest helendavad need kiiritamisel erinevat värvi.

Võimalus juhtida kiirguse lainepikkust läbi osakeste suuruse võimaldab saada kvantpunktidest stabiilseid aineid, mis muudavad neelatud energia valguskiirguseks – fotostabiilseteks fosforiteks.

Kvantpunktidel põhinevad lahendused on paljude parameetrite poolest paremad kui traditsioonilised orgaanilised ja anorgaanilised fosforid, mis on olulised nende praktiliste rakenduste jaoks, mis nõuavad täpset häälestatavat luminestsentsi.

Kvantpunktide eelised:

• Fotostabiilne, säilitab fluorestseeruvad omadused mitu aastat.
• Kõrge vastupidavus fotode tuhmumisele: 100–1000 korda kõrgem kui orgaanilistel fluorofooridel.
• Fluorestsentsi kõrge kvantsaagis – kuni 90%.
• Lai ergastusspekter: UV-st IR-ni (400 – 200 nm).
• Kõrge värvipuhtus kõrgete fluorestsentsi piikide tõttu (25-40 nm).
• Kõrge vastupidavus keemilisele lagunemisele.

Veel üks eelis, eriti trükkimisel, on see, et kvantpunktidest saab valmistada sooleid – väga hajutatud kolloidsüsteeme vedela keskkonnaga, milles need jaotuvad. peened osakesed. See tähendab, et neist saab toota tindiprinteriks sobivaid lahendusi.

Kvantpunktide kasutusalad:

Dokumentide ja toodete kaitsmine võltsimise eest: väärtpaberid, pangatähed, isikutunnistused, templid, pitsatid, sertifikaadid, sertifikaadid, plastkaardid, kaubamärgid. Kvantpunktidel põhinev mitmevärviline kodeerimissüsteem võib olla kaubanduslikult nõutud toiduainete, farmaatsia-, keemiatööstuse, ehete ja kunstiteoste toodete värvimärgistamiseks.

Kuna vedel alus võib olla veepõhine või UV-kõvastuv, saab kvantpunktidega tinti kasutades märgistada peaaegu kõiki objekte – paberile ja muudele imavatele alustele – veepõhist tinti ja mitteimavale (klaasi) , puit, metall, sünteetilised polümeerid , komposiidid) – UV-tint.

Marker meditsiinilistes ja bioloogilistes uuringutes. Tulenevalt sellest, et bioloogilised markerid, DNA ja RNA fragmendid, mis reageerivad teatud tüüpi rakke, saab neid kasutada kontrastainena bioloogilistes uuringutes ja vähi diagnoosimisel varases staadiumis, kui kasvajat pole veel avastatud. standardmeetodid diagnostika

Kvantpunktide kasutamine fluorestsentsmärgistena kasvajarakkude uurimiseks in vitro on üks lootustandvamaid ja kiiremini arenevaid kvantpunktide kasutusvaldkondi biomeditsiinis.

Selle tehnoloogia massilist rakendamist takistab vaid küsimus kvantpunktidega kontrastide kasutamise ohutusest invivo uuringutes, kuna enamik Need on valmistatud väga mürgistest materjalidest ja nende mõõtmed on nii väikesed, et need tungivad kergesti läbi igasuguste kehatõkete.

Kvantpunkti ekraanid: QLED – LED-taustvalgustusega LCD-ekraanide loomise tehnoloogiat kvantpunktide abil on juhtivad elektroonikatootjad juba testinud. Selle tehnoloogia kasutamine võimaldab vähendada ekraani energiatarbimist, suurendada valgusvoogu võrreldes LED-ekraanidega 25-30%, rikkalikumaid värve, selget värviedastust, värvisügavust ning võimalust muuta ekraane üliõhukeseks ja paindlikuks.

Esimese seda tehnoloogiat kasutava ekraani prototüüpi esitles Samsung 2011. aasta veebruaris ja esimese arvutiekraani lasi välja Philips.

See kasutab kvantpunkte, et toota siniste LED-ide kiirgusspektrist punaseid ja rohelisi värve, mis tagab loomulikule lähedase värviedastuse. 2013. aastal andis Sony välja QLED-ekraani, mis töötab samal põhimõttel. Praegu ei kasutata seda suurte ekraanide tootmise tehnoloogiat kõrgete tootmiskulude tõttu laialdaselt.

Kvantpunktlaser. Laseril, mille töökeskkonnaks on kiirgavas piirkonnas olevad kvantpunktid, on mitmeid eeliseid võrreldes traditsiooniliste kvantkaevudel põhinevate pooljuhtlaseritega. Neil on paremad omadused sagedusriba, müra intensiivsuse poolest on nad temperatuurimuutuste suhtes vähem tundlikud.

Tänu sellele, et kvantpunkti koostise ja suuruse muutmine võimaldab juhtida sellise laseri aktiivkeskkonda, on saanud võimalikuks töötada lainepikkustel, mis varem olid kättesaamatud. Seda tehnoloogiat kasutatakse praktikas aktiivselt meditsiinis, selle abiga loodi laserskalpell.

Energia

Kvantpunktide põhjal on välja töötatud ka mitmeid õhukese kilega päikesepatareide mudeleid. Need põhinevad järgmisel tööpõhimõttel: valguse footonid löövad vastu kvantpunkte sisaldavat fotogalvaanilist materjali, stimuleerides elektroni ja augu paari tekkimist, mille energia on võrdne või ületab elektroni jaoks vajaliku minimaalse energia. antud pooljuht, et liikuda seotud olekust vabasse. Materjali nanokristallide suurust muutes on võimalik muuta fotogalvaanilise materjali “energiatõhusust”.

Selle põhimõtte alusel on juba loodud mitu erinevat tüüpi päikesepaneelide originaalset töötavat prototüüpi.

2011. aastal pakkusid Notre Dame'i ülikooli teadlased välja titaandioksiidil põhineva "päikesevärvi", mis pealekandmisel võib muuta mis tahes objekti päikesepatareiks. Sellel on üsna madal efektiivsus (ainult 1%), kuid selle tootmine on odav ja seda saab toota suurtes kogustes.

Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi teadlased esitlesid 2014. aastal meetodit päikesepatareide valmistamiseks üliõhukestest kvantpunktide kihtidest, mille arendamise efektiivsus on 9% ja peamine oskusteave peitub kvantpunktide ühendamise tehnoloogias. film.

2015. aastal pakkus Los Alamoses asuv päikesefotogalvaanika arenenud tehnoloogiate keskuse labor välja oma akna-päikesepaneelide projekti, mille efektiivsus on 3,2%, mis koosneb läbipaistvast luminestsents-kvantkontsentraatorist, mis võib hõivata üsna suure ala ja kompaktne. päikese fotoelemendid.

Kuid Ameerika riikliku taastuvenergia labori (NREL) teadlased, otsides optimaalset metallide kombinatsiooni maksimaalse kvantefektiivsusega raku tootmiseks, lõid tõelise jõudluse rekordiomaniku - nende aku sisemine ja välimine kvanttõhusus oli testides 114. vastavalt % ja 130%.

Need parameetrid ei ole aku efektiivsus, mis näitab praegu suhteliselt väikest protsenti - ainult 4,5%, kuid fotovoo kogumise optimeerimine ei olnud uuringu põhieesmärk, mis seisnes ainult kõige tõhusama elementide kombinatsiooni valimises. . Siiski väärib märkimist, et enne NREL-i katset ei olnud ükski aku kvantefektiivsust üle 100%.

Nagu näeme, on kvantpunktide võimalikud praktilise kasutamise valdkonnad laiad ja mitmekesised, teoreetilised arengud viiakse läbi mitmes suunas korraga. Nende massiline tutvustamine erinevaid valdkondi Seda takistavad mitmed piirangud: punktide endi tootmise kõrge hind, nende toksilisus, ebatäiuslikkus ja tootmistehnoloogia enda majanduslik ebaotstarbekus.

Lähitulevikus võib laialt levida kvantpunktidel põhinev värvikoodide ja tindimärgistussüsteem. Mõistes, et see turunišš ei ole veel hõivatud, kuid on paljulubav ja teadmistemahukas, on ettevõte IQDEMY oma keemialabori (Novosibirsk) ühe uurimistööna kindlaks teinud UV-kiirgusega kõveneva tindi optimaalse koostise väljatöötamise. ja kvantpunkte sisaldav veepõhine tint.

Esimesed saadud trükinäidised on muljetavaldavad ja avavad edasisi väljavaateid selle tehnoloogia praktiliseks arendamiseks:

0

KURSUSETÖÖ

erialal "Biomeditsiinilised andurid ja andurisüsteemid"

Kvantpunktid ja nendel põhinevad biosensorid

Sissejuhatus. 3

Kvantpunktid. Üldine informatsioon. 5

Kvantpunktide klassifikatsioon. 6

Fotoluminestseeruvad kvantpunktid. 9

Kvantpunktide saamine. üksteist

Kvantpunkte kasutavad biosensorid. Nende kasutamise väljavaated kliinilises diagnostikas. 13

Järeldus. 15

Bibliograafia. 16

Sissejuhatus.

Kvantpunktid (QD) on isoleeritud nanoobjektid, mille omadused erinevad oluliselt sama koostisega puistematerjali omadustest. Tuleb kohe märkida, et kvantpunkte on rohkem matemaatiline mudel, mitte päris objektid. Ja see on tingitud täiesti eraldiseisvate struktuuride moodustamise võimatusest - väikesed osakesed suhtlevad alati keskkonnaga, olles vedelas keskkonnas või tahkes maatriksis.

Et mõista, mis on kvantpunktid, ja mõista neid elektrooniline struktuur, kujutage ette Vana-Kreeka amfiteatrit. Kujutage nüüd ette, et laval rullub lahti põnev etendus ja publik täitub inimestega, kes on tulnud näitlejate mängu vaatama. Seega selgub, et inimeste käitumine teatris on paljuski sarnane kvantpunktide (QD) elektronide käitumisega. Etenduse ajal liiguvad näitlejad areenil ringi ilma publiku sisse minemata ning pealtvaatajad ise jälgivad tegevust oma kohalt ega lasku lavale. Areen on kvantpunkti madalamad täidetud tasemed ja pealtvaatajate read on kõrgema energiaga erutatud elektroonilised tasandid. Sel juhul, nii nagu vaataja võib olla saali mis tahes reas, võib elektron hõivata ükskõik millise kvantpunkti energiataseme, kuid ei saa asuda nende vahel. Kassast etendusele pileteid ostes püüdsid kõik endast maksimumi võtta parimad kohad- lavale võimalikult lähedal. Tõepoolest, kes tahaks istuda viimases reas, kus näitleja nägu isegi binokliga ei näe! Seega, kui publik enne etenduse algust istuma pannakse, täituvad kõik saali alumised read, nii nagu madalaima energiaga CT statsionaarses olekus on madalamad energiatasemed täielikult elektronide poolt hõivatud. Etenduse ajal võib aga keegi pealtvaatajatest oma kohalt lahkuda, kuna laval mängib muusika liiga valjult või jäi ta lihtsalt ebameeldivale naabrile vahele, ja liikuda vabasse ülemisse ritta. Nii on kvantpunktis elektron sunnitud välise mõju mõjul liikuma kõrgemale energiatasemele, mida teised elektronid ei hõivata, mis viib kvantpunkti ergastatud oleku moodustumiseni. Tõenäoliselt mõtlete, mis juhtub selle tühja ruumiga energiatasandil, kus elektron varem asus – nn auk? Selgub, et laengu interaktsioonide kaudu jääb elektron sellega seotuks ja võib iga hetk tagasi minna, nii nagu liikunud pealtvaataja võib alati meelt muuta ja naasta piletil märgitud kohta. Elektron-augu paari nimetatakse ingliskeelsest sõnast excited "excitoniks", mis tähendab "erutunud". Migratsioon vahel energiatasemed CT-ga, mis sarnaneb ühe pealtvaataja tõusule või laskumisele, kaasneb elektroni energia muutus, mis vastab valguskvanti (footoni) neeldumisele või emissioonile, kui elektron liigub kõrgemale või kõrgemale. vastavalt tasemele. madal tase. Eespool kirjeldatud elektronide käitumine kvantpunktis toob kaasa diskreetse energiaspektri, mis ei ole makroobjektidele iseloomulik ja mille puhul QD-sid nimetatakse sageli tehisaatomiteks, milles elektronide tasemed on diskreetsed.

Augu ja elektroni vahelise ühenduse tugevus (energia) määrab eksitoni raadiuse, mis on iga aine jaoks iseloomulik väärtus. Kui osakese suurus on väiksem kui eksitoni raadius, siis on eksitoni suurus ruumiliselt piiratud ning vastav sidumisenergia muutub oluliselt võrreldes puisteainega (vt “kvantsuuruse efekt”). Pole raske arvata, et kui eksitoni energia muutub, siis muutub ka süsteemi poolt kiirgava footoni energia, kui ergastatud elektron liigub oma algsesse kohta. Seega on erineva suurusega nanoosakeste monodisperssete kolloidsete lahuste saamisel võimalik juhtida üleminekute energiaid optilise spektri laias vahemikus.

Kvantpunktid. Üldine informatsioon.

Esimesed kvantpunktid olid metallist nanoosakesed, mis sünteesiti Vana-Egiptuses erinevate klaaside värvimiseks (muide, rubiinist tähed Kreml saadi sarnase tehnoloogia abil), kuigi traditsioonilisemad ja laiemalt tuntud QD-d on substraatidel kasvatatud GaN-pooljuhtosakesed ja CdSe nanokristallide kolloidsed lahused. IN praegu Kvantpunktide saamiseks on palju võimalusi, näiteks saab neid "nanolitograafia" abil "lõigata" õhukestest pooljuhtide "heterostruktuuride" kihtidest või moodustada spontaanselt ühe struktuuri nanosuuruses lisanditena. pooljuhtmaterjali tüüp teise maatriksis. "Molekulaarkiire epitaksika" meetodil, mille substraadi ja sadestatud kihi ühikulised parameetrid erinevad oluliselt, on võimalik saavutada substraadil püramiidsete kvantpunktide kasv, et uurida substraadi omadusi. mille pälvis akadeemik Zh.I.Alferov Nobeli preemia. Juhtides sünteesiprotsesside tingimusi, on teoreetiliselt võimalik saada kindla suurusega kvantpunkte, millel on kindlaksmääratud omadused.

Kvantpunktid on saadaval nii tuumade kui ka südamiku ja kesta heterostruktuuridena. Väikese suuruse tõttu on QD-del erinevad omadused kui puistepooljuhtidel. Laengukandjate liikumise ruumiline piiramine toob kaasa kvantsuuruse efekti, mis väljendub elektrooniliste tasemete diskreetses struktuuris, mistõttu QD-sid nimetatakse mõnikord "tehislikeks aatomiteks".

Sõltuvalt suurusest ja keemiline koostis Kvantpunktidel on fotoluminestsents nähtavas ja infrapunalähedases vahemikus. Tänu oma suurele suuruse ühtlusele (üle 95%) on kavandatavatel nanokristallidel kitsad emissioonispektrid (fluorestsentsi piigi poollaius 20-30 nm), mis tagab fenomenaalse värvipuhtuse.

Kvantpunkte saab tarnida lahustena mittepolaarsetes orgaanilistes lahustites, nagu heksaan, tolueen, kloroform, või kuivpulbritena.

QD-d on endiselt "noor" uurimisobjekt, kuid laialdased väljavaated nende kasutamiseks uue põlvkonna laserite ja kuvarite kujundamisel on juba üsna ilmsed. QD-de optilisi omadusi kasutatakse kõige ootamatumates teadusvaldkondades, mis nõuavad materjali häälestatavaid luminestsentsomadusi, näiteks meditsiinilistes uuringutes on nende abil võimalik haigeid kudesid “valgustada”.

Kvantpunktide klassifikatsioon.

Kvantpunktide kolloidne süntees pakub laialdasi võimalusi nii erinevatel pooljuhtmaterjalidel põhinevate kvantpunktide kui ka erineva geomeetriaga (kujuga) kvantpunktide saamisel. Vähem tähtis pole ka võimalus sünteesida erinevatest pooljuhtidest koosnevaid kvantpunkte. Kolloidseid kvantpunkte iseloomustavad koostis, suurus ja kuju.

1. Kvantpunktkompositsioon (pooljuhtmaterjal)

Esiteks pakuvad kvantpunktid luminestseeruvate materjalidena praktilist huvi. Peamised nõuded pooljuhtmaterjalidele, mille alusel kvantpunkte sünteesitakse, on järgmised. Esiteks on see ribaspektri otselõhe olemus - see tagab efektiivse luminestsentsi ja teiseks laengukandjate madal efektiivne mass - kvantsuuruse efektide avaldumine üsna laias suurusvahemikus (muidugi, nanokristallide standardite järgi). Eristada saab järgmisi pooljuhtmaterjalide klasse. Laia vahega pooljuhid (oksiidid ZnO, TiO2) - ultraviolettkiirguse ulatus. Keskriba pooljuhid (A2B6, näiteks kaadmiumkalkogeniidid, A3B5) - nähtav vahemik.

Kvantpunktide efektiivse ribalaiuse muutuste vahemikud kell

suurus muutub 3-10 nm.

Joonisel on kujutatud 3-10 nm suuruse vahemiku nanokristallide kujul levinumate pooljuhtmaterjalide efektiivse ribalaiuse muutmise võimalus. Praktilisest vaatenurgast on olulised optilised vahemikud nähtavad 400-750 nm, IR lähedal 800-900 nm - vere läbipaistvuse aken, 1300-1550 nm - telekommunikatsiooni ulatus

1. Kvantpunkti kuju

Lisaks koostisele ja suurusele avaldab nende kuju tõsine mõju kvantpunktide omadustele.

- Sfääriline(otse kvantpunktid) - enamik kvantpunkte. Praegu on neil kõige suurem praktiline rakendus. Lihtsaim valmistada.

- Ellipsoidne(nanorods) – ühes suunas pikenenud nanokristallid.

Elliptilisuse koefitsient 2-10. Näidatud piirid on meelevaldsed. Praktilisest vaatenurgast kasutatakse seda kvantpunktide klassi polariseeritud kiirguse allikana. Kõrgete elliptilisuse koefitsientide korral >50 nimetatakse seda tüüpi nanokristalle sageli nanojuhtmeteks.

- Keerulise geomeetriaga nanokristallid(nt tetrapoodid). Sünteesida saab piisavalt erinevaid kujundeid - kuupkujulisi, tärnisid jne, aga ka hargnenud struktuure. Praktilisest vaatenurgast võiksid tetrapoodid leida rakendusi molekulaarsete lülititena. Praegu pakuvad need suures osas akadeemilist huvi.

1. Mitmekomponendilised kvantpunktid

Kolloidkeemia meetodid võimaldavad sünteesida pooljuhtidest mitmekomponentseid kvantpunkte. erinevad omadused, peamiselt erinevate ribavahedega. See klassifikatsioon on paljuski sarnane pooljuhtides traditsiooniliselt kasutatavaga.

Legeeritud kvantpunktid

Sisestatud lisandi hulk on reeglina väike (1-10 aatomit kvantpunkti kohta, kusjuures keskmine aatomite arv kvantpunktis on 300-1000). Elektrooniline struktuur Sel juhul kvantpunkt ei muutu, interaktsioon lisandi aatomi ja kvantpunkti ergastatud oleku vahel on dipoolne ja taandub ergastuse ülekandele. Peamised legeerivad lisandid on mangaan, vask (luminestsents nähtavas vahemikus).

Tahketel lahustel põhinevad kvantpunktid.

Kvantpunktide puhul on pooljuhtide tahkete lahuste teke võimalik, kui vaadeldakse materjalide vastastikust lahustuvust puistes. Nagu lahtiste pooljuhtide puhul, põhjustab tahkete lahuste moodustumine energiaspektri muutumist - efektiivsed omadused on üksikute pooljuhtide väärtuste superpositsioon. See lähenemine võimaldab muuta efektiivset ribalaiust fikseeritud suurusega – pakkudes veel üht võimalust kvantpunktide omaduste kontrollimiseks.

Kvantpunktid, mis põhinevad heteroristmikel.

Seda lähenemist rakendatakse core-shell tüüpi kvantpunktides (tuum on valmistatud ühest pooljuhist, kest teisest). Üldiselt hõlmab see kontakti moodustumist erinevatest pooljuhtidest pärit kahe osa vahel. Analoogiliselt koos klassikaline teooria heteroühenduste korral saab eristada kahte tüüpi tuuma-kesta kvantpunkte.

Fotoluminestseeruvad kvantpunktid.

Eriti huvitavad on fotoluminestseeruvad kvantpunktid, milles footoni neeldumisel tekivad elektron-augu paarid ning elektronide ja aukude rekombinatsioon põhjustab fluorestsentsi. Sellistel kvantpunktidel on kitsas ja sümmeetriline fluorestsentsi tipp, mille asukoha määrab nende suurus. Seega võivad QD-d sõltuvalt nende suurusest ja koostisest fluorestseeruda spektri UV-, nähtava- või IR-piirkondades.

Kaadmiumkalkogeniididel põhinevad kvantpunktid fluorestseeruvad sõltuvalt nende suurusest erinevates värvides

Näiteks kvantpunktid ZnS, CDS Ja ZnSe fluorestseeruvad UV-piirkonnas, CdSe Ja CdTe nähtavas ja PbS, PbSe Ja PbTe lähis IR piirkonnas (700-3000 nm). Lisaks on ülaltoodud ühenditest võimalik luua heterostruktuure, mille optilised omadused võivad erineda algsete ühendite omadest. Kõige populaarsem on ehitada südamikule laiema vahega pooljuhi kest kitsa vahega pooljuhist, näiteks südamikule. CdSe kasvatada kest ZnS :

Kvantpunkti struktuuri mudel, mis koosneb CdSe südamikust, mis on kaetud ZnS (sfaleriidi struktuuritüüp) epitaksiaalse kestaga

See meetod võimaldab oluliselt suurendada QD-de stabiilsust oksüdatsiooni suhtes, aga ka oluliselt suurendada fluorestsentsi kvantsaagist, vähendades defektide arvu südamiku pinnal. QD-de eripäraks on pidev neeldumisspekter (fluorestsentsi ergastus) laias lainepikkuste vahemikus, mis sõltub ka QD suurusest. See võimaldab samaaegselt ergutada erinevaid kvantpunkte samal lainepikkusel. Lisaks on QD-del suurem heledus ja parem fotostabiilsus võrreldes traditsiooniliste fluorofooridega.

Sellised kvantpunktide ainulaadsed optilised omadused avavad laialdased väljavaated nende kasutamiseks optiliste andurite, fluorestsentsmarkerite, valgustundlikkuse tekitajatena meditsiinis, aga ka IR-piirkonna fotodetektorite, suure tõhususega päikesepatareide, subminiatuursete LED-ide, valge valgusallikana. , üheelektronilised transistorid ja mittelineaarsed optilised seadmed.

Kvantpunktide saamine

Kvantpunktide tootmiseks on kaks peamist meetodit: kolloidne süntees, mis viiakse läbi lähteainete segamisel “kolvis” ja epitakseerimine, st. kristallide orienteeritud kasv substraadi pinnal.

Esimest meetodit (kolloidsüntees) rakendatakse mitmes variandis: kõrgel või toatemperatuuril, inertses atmosfääris orgaanilistes lahustites või vesilahus, metallorgaaniliste lähteainetega või ilma, molekulaarklastritega või ilma, et hõlbustada tuuma moodustumist. Kasutatakse ka kõrgtemperatuurset keemilist sünteesi, mis viiakse läbi inertses atmosfääris, kuumutades kõrge keemistemperatuuriga orgaanilistes lahustites lahustatud anorgaanilisi metallilisi lähteaineid. See võimaldab saada ühtlase suurusega kvantpunkte kõrge fluorestsentsi kvantsaagisega.

Kolloidse sünteesi tulemusena saadakse nanokristallid, mis on kaetud adsorbeeritud pindaktiivsete ainete molekulide kihiga:

Hüdrofoobse pinnaga südamiku ja kesta kolloidse kvantpunkti skemaatiline illustratsioon. Kitsa vahega pooljuhi (näiteks CdSe) tuum on näidatud oranžina, laia vahega pooljuhi kest (näiteks ZnS) on näidatud punaselt ja pindaktiivsete ainete molekulide orgaaniline kest on näidatud mustana.

Tänu hüdrofoobsele orgaanilisele kestale saab kolloidseid kvantpunkte lahustada mis tahes mittepolaarsetes lahustites ning sobiva modifikatsiooniga vees ja alkoholides. Teine kolloidsünteesi eelis on võimalus saada kvantpunkte alamkilogrammides kogustes.

Teine meetod (epitaksia) - nanostruktuuride moodustamine teise materjali pinnale hõlmab reeglina ainulaadsete ja kallite seadmete kasutamist ning lisaks viib maatriksiga "seotud" kvantpunktide tootmiseni. Epitaksia meetodit on raske tööstuslikule tasemele skaleerida, mis muudab selle kvantpunktide masstootmise jaoks vähem atraktiivseks.

Kvantpunkte kasutavad biosensorid. Nende kasutamise väljavaated kliinilises diagnostikas.

Kvantpunkt - väga väike füüsiline objekt, mille suurus on väiksem kui Bohri eksitoni raadius, mis põhjustab kvantefektide ilmnemist, näiteks tugevat fluorestsentsi.

Kvantpunktide eeliseks on see, et neid saab ergutada üksainus kiirgusallikas. Olenevalt läbimõõdust paistavad nad erineva valgusega ning igat värvi kvantpunktid erutuvad ühest allikast.

nimelises bioorgaanilise keemia instituudis. Akadeemikud M.M. Shemyakin ja Yu.A. Ovchinnikov RAS toodab kvantpunkte kolloidsete nanokristallide kujul, mis võimaldab neid kasutada fluorestseeruvate märgistena. Need on väga heledad, isegi tavalise mikroskoobiga on näha üksikuid nanokristalle. Lisaks on need fotokindlad – suure võimsustihedusega kiirgusega kokkupuutel võivad nad pikka aega hõõguda.

Kvantpunktide eeliseks on ka see, et olenevalt materjalist, millest need on tehtud, on võimalik saada fluorestsentsi infrapunavahemikus, kus bioloogilised koed on kõige läbipaistvamad. Lisaks on nende fluorestsentsi efektiivsus võrreldamatu ühegi teise fluorofooriga, mis võimaldab neid kasutada visualiseerimiseks erinevad üksused bioloogilistes kudedes.

Autoimmuunhaiguse – süsteemse skleroosi (sklerodermia) – diagnoosimise näitel demonstreeriti kvantpunktide võimalikkust kliinilises proteoomikas. Diagnoos põhineb autoimmuunsete antikehade registreerimisel.

Autoimmuunhaiguste korral hakkavad organismi enda valgud mõjutama nende enda bioloogilisi objekte (rakuseinad jne), mis põhjustab rasket patoloogiat. Samal ajal ilmnevad bioloogilistes vedelikes autoimmuunsed antikehad, mida nad kasutasid ära diagnostika läbiviimiseks ja autoantikehade tuvastamiseks.

Sklerodermia vastu on palju antikehi. Kvantpunktide diagnostilisi võimeid demonstreeriti kahe antikeha näitel. Autoantikehade antigeene kanti polümeeri mikrosfääride pinnale, mis sisaldasid teatud värvi kvantpunkte (igal antigeenil oli oma mikrosfääri värv). Testisegu sisaldas lisaks mikrosfääridele ka signaalfluorofooriga seotud sekundaarseid antikehi. Järgmisena lisati segule proov ja kui see sisaldas soovitud autoantikeha, tekkis segus kompleks mikrosfäär – autoantikeha – signaalfluorofoor.

Põhimõtteliselt oli autoantikeha linker, mis ühendas teatud värvi mikrosfääri signaalfluorofooriga. Seejärel analüüsiti neid mikrosfääre voolutsütomeetria abil. Samaaegse signaali ilmumine mikrosfäärist ja signaalfluorofoorist on tõend, et on toimunud seondumine ja mikrosfääri pinnale on moodustunud kompleks, sealhulgas sekundaarsed antikehad signaalfluorofooriga. Sel hetkel särasid mikrosfääri kristallid ja sekundaarse antikehaga seotud signaalfluorofoor.

Mõlema signaali samaaegne ilmumine näitab, et segu sisaldab tuvastatavat sihtmärki – autoantikeha, mis on haiguse marker. Tegemist on klassikalise “võileiva” registreerimismeetodiga, kui äratundmismolekule on kaks, s.o. Demonstreeritud on mitme markeri samaaegse analüüsi võimalus, mis on aluseks diagnoosi kõrgele usaldusväärsusele ja võimalusele luua ravimeid, mis suudavad haigust varajases staadiumis tuvastada.

Kasuta biomärgistena.

Kvantpunktidel põhinevate fluorestseeruvate siltide loomine on väga paljutõotav. Eristada saab järgmisi kvantpunktide eeliseid orgaaniliste värvainete ees: luminestsentsi lainepikkuse reguleerimise võime, kõrge ekstinktsioonikoefitsient, lahustuvus paljudes lahustites, luminestsentsi stabiilsus keskkonnale, kõrge fotostabiilsus. Samuti võime märkida kvantpunktide pinna keemilise (või veelgi enam bioloogilise) modifitseerimise võimalust, võimaldades selektiivselt seonduda bioloogiliste objektidega. Parempoolne pilt näitab rakuelementide värvimist vees lahustuvate kvantpunktide abil, mis helendavad nähtavas vahemikus. Vasakpoolsel joonisel on näide mittepurustava optilise tomograafia meetodi kasutamisest. Foto tehti infrapuna-lähedases vahemikus, kasutades hiiresse sisestatud kvantpunkte, mille luminestsents on vahemikus 800–900 nm (soojaverelise vere läbipaistvusaken).

Joonis 21. Kvantpunktide kasutamine biomärgistena.

Järeldus.

Praegu on kvantpunkte kasutavad meditsiinilised rakendused endiselt piiratud, kuna nanoosakeste mõju inimeste tervisele pole piisavalt uuritud. Nende kasutamine ohtlike haiguste diagnoosimisel tundub aga väga paljutõotav, eelkõige on nende põhjal välja töötatud immunofluorestsentsanalüüsi meetod. Ja näiteks onkoloogiliste haiguste ravis kasutatakse juba nn fotodünaamilise teraapia meetodit. Nanoosakesed süstitakse kasvajasse, seejärel kiiritatakse ja seejärel kantakse see energia neist üle hapnikule, mis läheb ergastatud olekusse ja “põletab” kasvaja seestpoolt läbi.

Bioloogide sõnul on lihtne kujundada kvantpunkte, mis reageerivad mis tahes lainepikkusel, näiteks lähiinfrapunaspektris. Siis on võimalik leida sügavale kehasse peidetud kasvajaid.

Lisaks võivad teatud nanoosakesed anda magnetresonantstomograafias iseloomuliku vastuse.

Teadlaste tulevikuplaanid tunduvad veelgi ahvatlevamad. Uued biomolekulide komplektiga ühendatud kvantpunktid mitte ainult ei leia ja näitavad kasvajat, vaid viivad ka uue põlvkonna ravimid täpselt kohale.

Võimalik, et see konkreetne nanotehnoloogia rakendus on kõige lähemal praktilisele ja massilisele rakendamisele, mida oleme viimastel aastatel laborites näinud.

Teine suund on optoelektroonika ja uut tüüpi LED-id - ökonoomsed, miniatuursed, eredad. Siin kasutatakse kvantpunktide eeliseid, nagu nende kõrge fotostabiilsus (mis tagab nende baasil loodud seadmete pikaajalise töö) ja võime pakkuda mis tahes värvi (ühe-kahe nanomeetri täpsusega lainepikkuseskaalal) ning mis tahes värvitemperatuur (alates 2 kraadi Kelvinist kuni 10 tuhandeni ja üle selle). Tulevikus saab LED-e kasutada monitoride kuvarite valmistamiseks – väga õhukesed, painduvad, suure pildikontrastsusega.

Bibliograafia.

1.http://www.nanometer.ru/2007/06/06/quantum_dots_2650.html

1. Tananaev P.N., Dorofejev S.G., Vasiliev R.B., Kuznetsova T.A.. Vasega legeeritud CdSe nanokristallide valmistamine // Anorgaanilised materjalid. 2009. T. 45. Nr 4. Lk 393-398.
2. Oleynikov V.A., Sukhanova A.V., Nabiev I.R. Fluorestseeruvad pooljuhtide nanokristallid

bioloogias ja meditsiinis // Nano. - 2007. - Lk 160 173.

1. Snee P.T., Somers R.C., Gautham N., Zimmer J.P., Bawendi M.G., Nocera D.G. Suhteline CdSe/ZnS nanokristalli pH-andur // J. Am. Chem. Soc.. - 2006. - V. 128. Lk 13320 13321.
2. Kulbachinsky V. A. Pooljuhtide kvantpunktid // Sorose haridusajakiri. - 2001. - T. 7. - nr 4. - lk 98 - 104.

Lae alla:
Teil pole juurdepääsu failide allalaadimiseks meie serverist.