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科学家在试管中老化量子点

来自MIPT和RAS化学问题研究所的研究人员提出了一种简单方便的方法,可以通过化学老化来获得物理实验所需的任意大小的量子点。该研究发表在《今日材料化学》上。

胶体量子点是纳米尺寸的晶体,其大小决定了它们发射和吸收电磁辐射的频率。它们用于太阳能电池,电视机,火灾报警系统等。

MIPT量子纳米结构光子实验室使用硫化铅量子点进行了研究。合成的传统方法称为热注射,包括在特定条件下混合两种所谓的前体(包含铅和硫的化合物)。使用特殊的试剂和设备控制此过程,以创建所需大小的量子点。然而,合成是复杂的,昂贵的并且不能产生所有必需尺寸的点。

“如果物理学家需要一些量子点但没有制造它们的设备,那么他们过去通常会花费很多钱来进行合成或通过目录从国外订购产品。而且您无法购买任意大小的点,”他说。 MIPT量子纳米结构光子实验室副主任Ivan Shuklov。“因此,我们寻求一种简单且负担得起的方法来获得硫化铅量子点,该量子点不需要任何专门的设备或技能,并且可以生产任何大小的点,从而精确地获得所需的特性。”

通过对各种化合物进行实验,研究人员发现在油酸和油胺混合物的存在下,量子点光谱会发生变化。电子显微镜仔细观察了所发生的情况,表明两种化学物质的混合物实际上颠倒了标准合成,导致硫和铅原子退回到溶液中,逐渐减小了点的大小。更重要的是,点大小分布保持不变。换句话说,您获得与引入混合物之前基本相同的点,只是它们变小并因此改变了它们的特性。

合成量子点的标准方法也使用油酸和油胺,但是化学药品的使用阶段不同。正是由于它们的同时应用和相互影响,才使得晶体的老化得以控制。即,晶体特性随时间的可预测的长期变化。

“我们提出了一种解决方案,允许拥有10纳米量子点的实验人员明天将其预测地减少到8纳米,然后将其减少到第二天,等等。依此类推,吸收频率将从2微米变为1.8纳米。首次达到微米级,然后达到1.5微米。” MIPT量子纳米结构光子学实验室负责人Vladimir Razumov解释说。“基本上是从一批通用的胶体量子点,您可以生产出尺寸和属性恰到好处的产品。通过我们的技术,除了一些试管外,没有其他特殊设备的物理学家就可以将一个量子点样本转换为任意大小。它所要做的就是等待点“老化”到适当的大小。

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