توفر الشاشات القائمة على النقاط الكمية توفيرًا محسنًا للطاقة والسطوع ونقاء الألوان مقارنة بأجيال العرض السابقة. يوفر النهج الثوري القائم على الهياكل الكيميائية ذاتية التنظيم علاجًا. يتطلب إنتاج وتحليل هذه النقاط الكمومية الزرقاء المبتكرة منهجية تصوير حديثة.
على الرغم من توفر شاشات QD-LED الآن ، إلا أن التقنية لا تزال في مراحلها الأولى ، والنماذج المتاحة بها العديد من أوجه القصور ، لا سيما وحدات البكسل الفرعية الزرقاء. أهم وحدات البكسل الفرعية الزرقاء هي تلك الخاصة بالألوان الثلاثة الأساسية. التحويل السفلي هو العملية التي يتم من خلالها تحويل الضوء الأزرق إلى ضوء أخضر وأحمر. تحتاج النقاط الكمومية الزرقاء بالتالي إلى خصائص فيزيائية منظمة بدقة أكبر. هذا يعني في كثير من الأحيان أن إنتاج اللون الأزرق النقاط الكمومية صعب للغاية ومكلف وأن جودة هذه النقاط مهمة لأي عرض.
ولكن الآن ، مجموعة من العلماء تحت إشراف البروفيسور إيتشي ناكامورا من قسم الكيمياء في جامعة طوكيو لديه حل.
قال البروفيسور إيتشي ناكامورا من قسم الكيمياء بجامعة طوكيو ، "كانت استراتيجيات التصميم السابقة للنقاط الكمومية الزرقاء من أعلى إلى أسفل ، حيث تأخذ مواد كيميائية كبيرة نسبيًا وتضعها في سلسلة من العمليات لتنقيحها إلى شيء ناجح. استراتيجيتنا هي من القاعدة إلى القمة. لقد بنينا على معرفة فريقنا بالكيمياء ذاتية التنظيم للتحكم في الجزيئات بدقة حتى تشكل الهياكل التي نريدها. فكر في الأمر على أنه بناء منزل من الطوب بدلاً من نحته من الحجر. من الأسهل بكثير أن تكون دقيقًا ، وأن تصمم بالطريقة التي تريدها ، وأكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة. "
لكن النقطة الكمومية الزرقاء التي أنشأها فريق ناكامورا غير عادية ليس فقط بسبب كيفية صنعها. عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية ، فإنها تنبعث منها بشكل شبه كامل ضوء أزرق، وفقًا للمعيار الدولي BT.2020 لتقييم دقة الألوان. هذا لأن نقطتهم لها تركيبة كيميائية خاصة تجمع بين كل من المواد العضوية وغير العضوية ، مثل الرصاص بيروفسكايتوحمض الماليك والأوليامين. ويمكن فقط إجبارهم على الشكل الضروري ، مكعب من 64 ذرة رصاص ، أربع ذرات في جانب ، من خلال التنظيم الذاتي.
ناكامورا محمد, "المثير للدهشة ، أن أحد أكبر التحديات التي واجهتنا هو اكتشاف أن حمض الماليك كان جزءًا أساسيًا من أحجية المواد الكيميائية لدينا. استغرق الأمر أكثر من عام من المحاولة المنهجية لأشياء مختلفة للعثور عليه. ربما كان الأمر الأقل إثارة للدهشة هو أن التحدي الرئيسي الآخر الذي واجهناه كان تحديد بنية نقطتنا الكمومية الزرقاء. عند 2.4 نانومتر ، أي 190 مرة أصغر من الطول الموجي للضوء الأزرق الذي سعينا لتكوينه به ، لا يمكن تصوير بنية النقطة الكمومية بالوسائل التقليدية. لذلك ، لجأنا إلى أداة التصوير التي ابتكرها بعض أعضاء فريقنا المعروفة باسم SMART-EM ، أو "الكيمياء السينمائية" كما نحب أن نسميها ".
نظرًا لأن النقطة الكمومية الزرقاء قصيرة العمر أيضًا ، على الرغم من أن هذا كان متوقعًا ، ويهدف الفريق الآن إلى تحسين استقرارها بمساعدة التعاون الصناعي.
المرجع مجلة:
- Olivier JGL Chevalier و Takayuki Nakamuro و Wataru Sato و Satoru Miyashita و Takayuki Chiba و Junji Kido و Rui Shang و Eiichi Nakamura ، "التركيب الدقيق والتحليل الذري لنقاط الكم المكعبة الزرقاء العميقة المصنوعة من خلال التنظيم الذاتي ،" مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية: 8 نوفمبر 2022 ، DOI: 10.1021 / Jacs.2c08227.
