Zasloni na osnovi kvantnih pik nudijo izboljšano porabo energije, svetlost in čistost barv v primerjavi s prejšnjimi generacijami zaslonov. Revolucionaren pristop, ki temelji na samoorganizirajočih se kemičnih strukturah, zagotavlja zdravilo. Proizvodnja in analiza teh inovativnih modrih kvantnih pik je zahtevala najsodobnejšo metodologijo slikanja.
Čeprav so zasloni QD-LED zdaj na voljo, je tehnologija še vedno v zgodnji fazi, razpoložljivi modeli pa imajo več pomanjkljivosti, zlasti njihove modre podpiksle. Najpomembnejše modre podpiksle so tiste treh osnovnih barv. Pretvorba navzdol je postopek, pri katerem se modra svetloba pretvori v zeleno in rdečo svetlobo. Modre kvantne pike zato potrebujejo natančneje regulirane fizikalne lastnosti. To pogosto pomeni, da proizvaja modro kvantne pike je izjemno težko in drago ter da je kakovost teh pik ključnega pomena za vsak zaslon.
Toda zdaj je skupina znanstvenikov pod vodstvom profesorja Eiichija Nakamure z oddelka za kemijo na Univerza v Tokiu ima rešitev.
Profesor Eiichi Nakamura z oddelka za kemijo Univerze v Tokiu je dejal, »Prejšnje načrtovalske strategije za modre kvantne pike so bile zelo usmerjene od zgoraj navzdol, vzele so relativno velike kemične snovi in jih dale skozi vrsto procesov, da bi jih izpopolnili v nekaj, kar je delovalo. Naša strategija je od spodaj navzgor. Gradili smo na znanju naše ekipe o samoorganizirajoči se kemiji, da bi natančno nadzorovali molekule, dokler ne oblikujejo struktur, ki jih želimo. Pomislite na to, kot da bi zgradili hišo iz opeke, namesto da bi jo izklesali iz kamna. Veliko lažje je biti natančen, oblikovati tako, kot želite, ter učinkovitejši in stroškovno učinkovitejši.”
Toda modra kvantna pika, ki jo je ustvarila Nakamurina ekipa, ni nenavadna ne samo zaradi tega, kako je bila narejena; ko je izpostavljen ultravijoličnemu sevanju, oddaja skoraj popolno modra svetloba, v skladu z mednarodnim standardom za ocenjevanje barvne natančnosti BT.2020. To pa zato, ker ima njihova pika posebno kemično sestavo, ki združuje tako organske kot anorganske snovi, kot je npr. svinčev perovskit, jabolčna kislina in olelamin. In samo s samoorganizacijo jih je mogoče prisiliti v potrebno obliko, kocko s 64 atomi svinca, štirimi ob strani.
Nakamura je dejal, »Presenetljivo je bil eden naših največjih izzivov ugotovitev, da je jabolčna kislina ključni del naše kemijske uganke. Trajalo je več kot leto dni metodičnega preizkušanja različnih stvari, da bi ga našli. Morda manj presenetljivo je, da je bil naš drugi glavni izziv določiti strukturo naše modre kvantne pike. Pri 2.4 nanometra, kar je 190-krat manjša od valovne dolžine modre svetlobe, ki smo jo želeli ustvariti z njo, strukture kvantne pike ni mogoče prikazati z običajnimi sredstvi. Zato smo se obrnili na orodje za slikanje, ki so ga razvili nekateri iz naše ekipe in je znano kot SMART-EM ali 'kinematografska kemija', kot ji radi rečemo.”
Ker je tudi modra kvantna pika precej kratkotrajna, čeprav je bilo to pričakovano, si ekipa zdaj prizadeva izboljšati njeno stabilnost s pomočjo industrijskega sodelovanja.
Referenca dnevnika:
- Olivier JGL Chevalier, Takayuki Nakamuro, Wataru Sato, Satoru Miyashita, Takayuki Chiba, Junji Kido, Rui Shang, Eiichi Nakamura, »Natančna sinteza in atomistična analiza temno modrih kubičnih kvantnih pik, narejenih s samoorganizacijo,« Journal of American Chemical Society: 8. november 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c08227.
