Дисплеї на основі квантових точок забезпечують покращену економію електроенергії, яскравість і чистоту кольорів порівняно з дисплеями попередніх поколінь. Революційний підхід, заснований на самоорганізації хімічних структур, забезпечує ліки. Виробництво та аналіз цих інноваційних синіх квантових точок вимагало найсучаснішої методології зображення.
Хоча дисплеї QD-LED вже доступні, технологія все ще знаходиться на ранніх стадіях, і доступні моделі мають кілька недоліків, зокрема сині субпікселі. Найважливіші сині субпікселі — це субпікселі трьох основних кольорів. Понижувальне перетворення — це процес, за допомогою якого синє світло перетворюється на зелене та червоне. Тому сині квантові точки потребують більш точного регулювання фізичних характеристик. Це часто означає утворення синього кольору квантові точки надзвичайно складно та дорого, а якість цих точок має вирішальне значення для будь-якого дисплея.
Але тепер група вчених під керівництвом професора Ейічі Накамури з кафедри хімії Токійський університет має рішення.
Професор Ейчі Накамура з хімічного факультету Токійського університету сказав: «Попередні стратегії розробки блакитних квантових точок були «зверху вниз», брали відносно великі хімічні речовини та проходили їх через серію процесів, щоб удосконалити їх у щось, що працювало. Наша стратегія — знизу вгору. Ми спиралися на знання нашої команди про хімію самоорганізації, щоб точно контролювати молекули, поки вони не сформують потрібні нам структури. Подумайте про це як про будівництво будинку з цегли, а не про різьблення з каменю. Набагато простіше бути точним, проектувати так, як ви хочете, і це ефективніше та рентабельніше».
Але синя квантова точка, створена командою Накамури, незвичайна не лише через те, як вона була зроблена; під впливом ультрафіолетового випромінювання випромінює практично ідеально синє світло, відповідно до міжнародного стандарту BT.2020 для оцінки точності кольору. Це тому, що їх крапка має особливий хімічний склад, який поєднує в собі як органічні, так і неорганічні речовини, такі як перовскіт свинцю, яблучна кислота та олеламін. І їх можна лише змусити набути необхідної форми, куба з 64 атомів свинцю, по чотири з боків, шляхом самоорганізації.
Накамура сказав, «Дивно, але однією з наших найбільших проблем було виявити, що яблучна кислота є ключовою частиною нашої хімічної головоломки. Щоб його знайти, знадобилося більше року методичних спроб різних речей. Можливо, менш дивним є те, що іншим нашим головним завданням було визначити структуру нашої синьої квантової точки. При розмірі 2.4 нанометра, тобто в 190 разів меншому за довжину хвилі синього світла, яке ми намагалися створити за допомогою нього, структуру квантової точки неможливо відобразити звичайними засобами. Тож ми звернулися до інструменту обробки зображень, створеного деякими з нашої команди, відомого як SMART-EM, або «кінематографічної хімії», як ми любимо це називати».
Оскільки блакитна квантова точка також досить короткочасна, хоча це було очікувано, і команда зараз прагне покращити її стабільність за допомогою промислової співпраці.
Довідка з журналу:
- Олів’є JGL Chevalier, Takayuki Nakamuro, Wataru Sato, Satoru Miyashita, Takayuki Chiba, Junji Kido, Rui Shang, Eiichi Nakamura, «Прецизійний синтез і атомістичний аналіз темно-синіх кубічних квантових точок, зроблених за допомогою самоорганізації», Журнал Американського хімічного товариства: 8 листопада 2022 р., DOI: 10.1021/jacs.2c08227.
