Las pantallas basadas en puntos cuánticos ofrecen una mejor economía de energía, brillo y pureza de color en comparación con las generaciones de pantallas anteriores. Un enfoque revolucionario basado en estructuras químicas autoorganizadas proporciona un remedio. La producción y el análisis de estos innovadores puntos cuánticos azules requerían una metodología de generación de imágenes de última generación.
Aunque las pantallas QD-LED ya están disponibles, la tecnología aún se encuentra en sus primeras etapas y los modelos disponibles tienen varias deficiencias, en particular sus subpíxeles azules. Los subpíxeles azules más significativos son los de los tres colores primarios. La conversión descendente es el proceso mediante el cual la luz azul se convierte en luz verde y roja. Por lo tanto, los puntos cuánticos azules necesitan características físicas reguladas con mayor precisión. Esto significa con frecuencia que la producción de azul puntos cuánticos es extremadamente difícil y costoso y que la calidad de estos puntos es crucial para cualquier pantalla.
Pero ahora, un grupo de científicos bajo la dirección del profesor Eiichi Nakamura del Departamento de Química de la Universidad de Tokio tiene una solución.
El profesor Eiichi Nakamura del Departamento de Química de la Universidad de Tokio dijo: “Las estrategias de diseño anteriores para los puntos cuánticos azules eran muy verticales, tomando sustancias químicas relativamente grandes y sometiéndolas a una serie de procesos para refinarlas en algo que funcionara. Nuestra estrategia es ascendente. Nos basamos en el conocimiento de nuestro equipo sobre la química autoorganizada para controlar las moléculas con precisión hasta que formen las estructuras que queremos. Piense en ello como construir una casa de ladrillos en lugar de tallar una de piedra. Es mucho más fácil ser preciso, diseñar de la manera que desee y más eficiente y rentable”.
Pero el punto cuántico azul creado por el equipo de Nakamura es inusual no solo por cómo se hizo; cuando se expone a la radiación ultravioleta, emite casi perfecto luz azul, de acuerdo con el estándar internacional BT.2020 para evaluar la precisión del color. Esto se debe a que su punto tiene una composición química especial que combina sustancias orgánicas e inorgánicas, como perovskita de plomo, ácido málico y oleilamina. Y solo pueden forzarse a adoptar la forma necesaria, un cubo de 64 átomos de plomo, cuatro por lado, a través de la autoorganización.
Nakamura dijo, “Sorprendentemente, uno de nuestros mayores desafíos fue descubrir que el ácido málico era una pieza clave de nuestro rompecabezas químico. Tomó más de un año de probar metódicamente diferentes cosas para encontrarlo. Quizás menos sorprendente es que nuestro otro desafío principal fue determinar la estructura de nuestro punto cuántico azul. A 2.4 nanómetros, 190 veces más pequeño que la longitud de onda de la luz azul que buscábamos crear con él, la estructura de un punto cuántico no se puede visualizar por medios convencionales. Por lo tanto, recurrimos a una herramienta de imagen iniciada por parte de nuestro equipo conocida como SMART-EM, o "química cinematográfica", como nos gusta llamarla".
Como el punto cuántico azul también tiene una vida bastante corta, aunque esto era de esperar, el equipo ahora tiene como objetivo mejorar su estabilidad con la ayuda de la colaboración industrial.
Referencia de la revista:
- Olivier JGL Chevalier, Takayuki Nakamuro, Wataru Sato, Satoru Miyashita, Takayuki Chiba, Junji Kido, Rui Shang, Eiichi Nakamura, "Síntesis de precisión y análisis atomístico de puntos cuánticos cúbicos azules profundos realizados mediante autoorganización". Revista de la Sociedad Americana de Química: 8 de noviembre de 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c08227.
