Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек

Квантовые точки, или полупроводниковые нанокристаллы, используются в самых разных областях: от чистой науки до производства лазеров, квантовых QLED-телевизоров и дисплеев, солнечных батарей, медицинских приборов и другой электроники.

В журнале Science опубликована методика выращивания таких кристаллов. Она позволила не только найти более эффективный способ создания полезного типа квантовых точек, но и открыть группу новых химических материалов для изучения.

Я с нетерпением жду, когда исследователи по всему миру смогут использовать этот метод для получения ранее невообразимых нанокристаллов, — говорит первый автор работы Джастин Ондри.

Исследователи из Чикагского, Калифорнийского и Северо-Западного университетов, а также Университета Колорадо в Боулдере и Аргоннской национальной лаборатории добились замечательных результатов. Они заменили органические растворители расплавленной солью — перегретым хлоридом натрия.

Хлорид натрия — это не жидкость, но при нагревании до очень высокой температуры он становится жидким. Он похож на воду по вязкости и бесцветный. Однако никто раньше не рассматривал эти жидкости как среду для коллоидного синтеза, — говорит профессор Дмитрий Талапин из Школы молекулярной инженерии имени Прицкера и химического факультета Университета Чикаго.

Почему соль?

Квантовые точки — одни из самых известных нанокристаллов, и не только благодаря их широкому коммерческому применению, но и благодаря недавней Нобелевской премии по химии 2023 года, присужденной команде, которая их открыла.

Если и есть материал из мира нано, который оказал влияние на общество с точки зрения применения, то это квантовая точка, — сказал соавтор работы профессор Калифорнийского университета в Беркли Эран Рабани.

Однако большая часть предыдущих исследований квантовых точек, включая нобелевскую работу, касалась точек, выращенных с использованием комбинаций элементов из второй и шестой групп периодической таблицы. Такие материалы называются II-VI.

Материалы из III-V групп периодической таблицы используются в эффективных солнечных батареях, ярких светодиодах, мощных лазерах и быстрых электронных устройствах. Они могли бы стать отличными квантовыми точками, но их нельзя было использовать для выращивания нанокристаллов в растворе из-за высоких температур плавления.

Однако расплавленная соль позволяет нагревать эти материалы, делая их доступными для использования.

Профессор Талапин и его команда совершили уникальное достижение в области синтеза расплавленной соли. Благодаря этому они впервые смогли получить материалы, которые раньше невозможно было создать с помощью коллоидного синтеза.

Ричард Д. Шаллер, соавтор работы из Аргоннской национальной лаборатории и Северо-Западного университета, отметил, что это открытие позволит достичь фундаментальных и прикладных результатов. Кроме того, перед научным сообществом открывается новый синтетический рубеж.

Квантовая эра

Исследователи обратили внимание на расплавленную соль при синтезе нанокристаллов из-за ее сильной полярности, — утверждает аспирант Университета Чикаго Зируи Чжоу, второй автор новой работы.

В соли положительно заряженные ионы притягиваются к отрицательно заряженным. Исследователи предположили, что поверхностного заряда нанокристаллов будет недостаточно, чтобы оттолкнуть ионы соли, поэтому растущие кристаллы будут раздавлены прежде, чем смогут образовать стабильный материал. Так думали предыдущие исследователи.

Это удивительное наблюдение, — говорит Чжоу, — оно противоречит традиционным представлениям ученых об этих системах.

Новая методика может привести к созданию более совершенных и быстрых квантовых и классических компьютеров. Но для многих членов исследовательской группы самым захватывающим моментом является открытие новых материалов для изучения.

Ондри отмечает, что многие эпохи в истории человечества определялись доступными материалами — например, бронзовый или железный век.

В этой работе мы открыли возможность синтезировать около дюжины новых нанокристаллических композиций, которые лягут в основу технологий будущего.

27.10.2024


Подписаться в Telegram



Нано

В СПбГУ создали нанолисты цинка для систем очистки воды
В СПбГУ создали нанолисты цинка для систем очистки воды

Новый способ создания особых наночастиц нашли ...

В СибГМУ снарядили против рака магнитные наночастицы
В СибГМУ снарядили против рака магнитные наночастицы

Ученые из Сибирского государственного мед...

В ТПУ научились управлять свойствами графена с помощью лазера
В ТПУ научились управлять свойствами графена с помощью лазера

Как можно восстанавливать оксид графена с ...

PRL: Физики объяснили, как работает дробный заряд в пентаслойном графене
PRL: Физики объяснили, как работает дробный заряд в пентаслойном графене

К разгадке, почему электроны могут разделяться...

FRI: Нанокапсулы с антоцианами делают привычные продукты полезнее
FRI: Нанокапсулы с антоцианами делают привычные продукты полезнее

В ходе исследования ученые обнаружили, что&nbs...

NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников

Кремниевые транзисторы, которые используются д...

Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек
Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек

Квантовые точки, или полупроводниковые на...

Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни
Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни

Учёные много лет пытаются понять, как&nbs

LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов
LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов

Быстрое создание наночастиц высокоэнтропийных ...

Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов
Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов

Как создать материалы, которые будут прочнее и...

Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды
Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды

Новые магнитные нанодиски разработали учёные и...

LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода
LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода

С развитием нанотехнологий создано много искус...

ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов
ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов

Исследователи из Университета Оттавы сдел...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В Институте биологии гена РАН исследовали мышей с двумя мутациями
В Институте биологии гена РАН исследовали мышей с двумя мутациями
В Корее нашли способ эффективного восстановления редкоземельных металлов
В Корее нашли способ эффективного восстановления редкоземельных металлов
FEnvS: 3D-сканирование гигантских градин поможет предсказывать бури
FEnvS: 3D-сканирование гигантских градин поможет предсказывать бури
JBusVent: Развивающие бизнес на средства близких не будут рисковать
JBusVent: Развивающие бизнес на средства близких не будут рисковать
Science: Имплантируемые датчики позволят непрерывно мониторить воспаление
Science: Имплантируемые датчики позволят непрерывно мониторить воспаление
В УрФУ придумали новый метод получения антиоксидантов
В УрФУ придумали новый метод получения антиоксидантов
Инженер придумал, как повысить чувствительность нанопор для обнаружения болезней
Инженер придумал, как повысить чувствительность нанопор для обнаружения болезней
JAD: У женщин с удаленными яичниками особые отношения с болезнью Альцгеймера
JAD: У женщин с удаленными яичниками особые отношения с болезнью Альцгеймера
В СПбГУ создали нанолисты цинка для систем очистки воды
В СПбГУ создали нанолисты цинка для систем очистки воды
ES&T: Ученые исследовали риски отравления из-за токсичных бытовых предметов
ES&T: Ученые исследовали риски отравления из-за токсичных бытовых предметов
В Самарском политехе нашли способ спасти урожай от вредителей
В Самарском политехе нашли способ спасти урожай от вредителей
Industrial Crops and Products: Фиолетовая кукуруза полезна для здоровья
Industrial Crops and Products: Фиолетовая кукуруза полезна для здоровья
PNAS: ИИ помогает находить, но не учит отличать фейковые новости
PNAS: ИИ помогает находить, но не учит отличать фейковые новости
В СибГМУ создали препарат для таргетной терапии рака
В СибГМУ создали препарат для таргетной терапии рака
Свершилось: российские ученые нашли у шерстистого носорога горб
Свершилось: российские ученые нашли у шерстистого носорога горб

Новости компаний, релизы

В МИФИ разработали критерии для рейтингования вузов в сфере устойчивого развития
70% составляет готовность 18 корпусов общежитий нижегородского ИТ-кампуса
Наука во льдах и за партой: молодые ученые Поморья проводят для школьников и студентов необычные лекции
Синергия Межвузовского кампуса ускорила патентование сырьевой смеси для строительной 3D-печати
Семинар для учителей «Из школы – в вуз»