Группа ученых из Корнелльского университета (Cornell University) в США создала структурированный материал из квантовых точек, который потенциально способен произвести революцию в электронике.

Квантовые точки являются микроскопическими полупроводниковыми кристаллами. Каждый такой кристалл состоит всего из нескольких сотен или тысяч атомов, а его размер достигает нескольких нанометров (один нанометр равен одной миллиардной доле метра). Обычно разрозненные квантовые точки соединяются в единый материал с помощью вспомогательных веществ и применяются, например, будучи взвешенными в жидких растворах. Сейчас же ученым из знаменитого университета удалось соединить свинцово-селеновые квантовые точки непосредственно друг с другом, составив из них нераздельный твердый кристалл.

Уникальные свойства квантовых точек обеспечиваются их малыми размерами. Так, размер и форма каждой квантовой точки непосредственно влияет на ее электрические характеристики. К примеру, квантовые точки одного размера могут излучать световые волны строго определенной длины, но поглощать при этом энергию довольно широкого спектра. К примеру, если изготовить несколько растворов, каждый из которых будет содержать квантовые точки только одного размера, а затем посветить на них ультрафиолетом, то каждый раствор начнет светиться своим цветом.

Это свойство дает возможность использовать квантовые точки в самых различных областях — от изготовления дисплеев до биологических исследований, когда требуется подсветить какой-либо материал определенным цветом. Некоторые компании, например, LG или Phillips, уже представляли прототипы коммерческих дисплеев, изготовленных на основе квантовых точек.

Соединение квантовых точек в единую структуру может открыть для ученых дорогу к совершенно новым областям использования этих кристаллов. По словам главного автора научной работы, профессора Тобиаса Ханрата (Tobias Hanrath), их достижение можно сравнить с получением монокристаллического кремния в 1950-х годах. Тогда это открытие привело к созданию полупроводниковых интегральных микросхем, которые и по сей день служат основой всей современной электротехники.

Созданный учеными кристаллический материал может быть использован при изготовлении новых видов солнечных батарей или гнущейся электроники. Однако, по мнению исследователей, в полной мере потенциал материала еще только предстоит раскрыть. Тобиас Ханрат сравнил созданный ими кристалл с графеном, новые свойства которого регулярно открываются до сих пор, хотя сам материал интенсивно изучается уже более 10 лет.

Тем не менее, физики признаются, что созданная ими структура все же имеет некоторые дефекты: “В кристалле кремния каждый атом имеет совершенно одинаковый размер. В нашем же кристалле диаметр квантовых точек слегка варьируется в пределах 5%, так что возможно создание еще более идеальной структуры. Но как показывает опыт проделанной работы, на этом пути немало трудностей”.

Детские смарт-часы

Очищающая салфетка