Kvantpunktipõhised kuvarid pakuvad varasemate ekraanipõlvkondadega võrreldes paremat energiasäästu, heledust ja värvipuhtust. Revolutsiooniline lähenemine, mis põhineb iseorganiseeruvatel keemilistel struktuuridel, pakub abinõu. Nende uuenduslike siniste kvantpunktide tootmine ja analüüs nõudis nüüdisaegset pildistamismetoodikat.
Kuigi QD-LED-ekraanid on nüüd saadaval, on tehnoloogia alles algusjärgus ja saadaolevatel mudelitel on mitmeid puudusi, eriti nende sinised alampikslid. Kõige olulisemad sinised alampikslid on kolme põhivärvi omad. Allakonversioon on protsess, mille käigus sinine valgus muudetakse roheliseks ja punaseks valguseks. Seetõttu vajavad sinised kvantpunktid täpsemalt reguleeritud füüsilisi omadusi. See tähendab sageli sinise värvi tootmist kvantpunktid on äärmiselt keeruline ja kallis ning et nende punktide kvaliteet on iga ekraani jaoks ülioluline.
Nüüd on aga rühm teadlasi professor Eiichi Nakamura juhtimisel keemiaosakonnast. Tokyo ülikool on lahendus.
Professor Eiichi Nakamura Tokyo ülikooli keemiaosakonnast ütles: "Varasemad siniste kvantpunktide kujundamise strateegiad olid väga ülalt alla, võttes suhteliselt suuri keemilisi aineid ja viies need läbi mitme protsessi, et viimistleda need millekski, mis töötas. Meie strateegia on alt üles. Tuginesime oma meeskonna teadmistele iseorganiseeruvast keemiast, et juhtida molekule täpselt seni, kuni need moodustavad soovitud struktuurid. Mõelge sellele nagu tellistest maja ehitamine, mitte kivist nikerdamine. Palju lihtsam on olla täpne, kujundada nii, nagu soovite, ning tõhusam ja kuluefektiivsem.
Kuid Nakamura meeskonna loodud sinine kvantpunkt on ebatavaline mitte ainult selle valmistamise tõttu; ultraviolettkiirgusega kokkupuutel kiirgab see peaaegu täiuslikult sinine valgus, vastavalt värvide täpsuse hindamise rahvusvahelisele standardile BT.2020. Seda seetõttu, et nende täpil on eriline keemiline koostis, mis ühendab endas nii orgaanilisi kui anorgaanilisi aineid, nt plii perovskiit, õunhape ja oleüülamiin. Ja neid saab sundida vajaliku kuju, 64 pliiaatomist koosneva kuubikuga, neli külge, iseorganiseerudes.
Nakamura ütles, "Üllatuslikult oli üks meie suurimaid väljakutseid leida, et õunhape oli meie keemilise pusle võtmeosa. Selle leidmiseks kulus üle aasta erinevate asjade metoodilist proovimist. Võib-olla vähem üllatav on see, et meie teine peamine väljakutse oli meie sinise kvantpunkti struktuuri kindlaksmääramine. 2.4 nanomeetri juures, mis on 190 korda väiksem kui sinise valguse lainepikkus, mida me sellega luua püüdsime, ei saa kvantpunkti struktuuri tavapäraste vahenditega kujutada. Niisiis pöördusime pilditöötlustööriista poole, mille pioneeriks on mõned meie meeskonnaliikmed, tuntud kui SMART-EM või "kinemaatiline keemia", nagu meile meeldib seda nimetada.
Kuna sinine kvantpunkt on ka üsna lühiajaline, kuigi see oli ootuspärane, on meeskonna eesmärk nüüd tööstusliku koostöö abil selle stabiilsust parandada.
Ajakirja viide:
- Olivier JGL Chevalier, Takayuki Nakamuro, Wataru Sato, Satoru Miyashita, Takayuki Chiba, Junji Kido, Rui Shang, Eiichi Nakamura, "Iseorganiseerumise teel tehtud sügavsiniste kuupkvantpunktide täpne süntees ja atomistlik analüüs" Ameerika keemilise ühiskonna ajakiri: 8. november 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c08227.
