تولید نقاط کوانتومی برای ساخت نمایشگر و سیستم های روشنایی

به گزارش خبرگزاری مهر، در سال های اخیر نقاط کوانتومی بر پایه کادمیوم و پروسکایتی پیشرفت قابل توجهی داشته اند، اما استفاده از Cd و Pb سمی بوده و کاربرد بیشتر آن ها را در صنعت محدود کرده است. مقررات محدودیت مواد خطرناک (RoHS) به وضوح استفاده از Cd و Pb را در محصولات الکترونیکی به ترتیب به کمتر از 100 ppm و 1000 ppm را محدود می کند. بنابراین، توسعه سیستم های جدید مواد کوانتومی سازگار با محیط زیست از اهمیت زیادی برخوردار است.

در سال های اخیر، نقاط کوانتومی سازگار با محیط زیست از خانواده I-III-VI2، مانند نقاط کوانتومی Ag-In-Ga-S (AIGS) توجه زیادی را به خود جلب کرده است. آن ها پتانسیل بالایی در زمینه نورپردازی و نمایشگر دارند. با توجه به ترکیب عناصر متنوع AIGS، آن ها معمولاً طیف انتشار گسترده ای را در محدوده مرئی نشان می دهند. در حال حاضر، محققان بیشتر بر روی محدود کردن طیف PL از طریق ساختارهای هسته-پوسته یا آلیاژسازی برای برآوردن نیازهای نمایشگرها تمرکز می کنند.

با این حال، مشخصه تابش دوگانه نقاط کوانتومی با طیف گسترده ای در کاربردهای نور سفید دارای مزایای زیادی است، که امکان تحقق ساخت دستگاه های ساطع کننده نور سفید تک ماده (WLEDs) را فراهم می کند. بهینه سازی طیف نشر AIGS QD و دستیابی به تنظیم طیفی دقیق برای مطالعه خواص لومینسانس AIGS و تحقق WLED های با کیفیت بالا بسیار مهم است.

در این راستا، پروفسور سونگ جیژونگ از دانشگاه ژنگژو اقدام به سنتز نقاط کوانتومی کرده که ویژگی های لازم برای استفاده در سیستم های روشنایی و نمایشگر را دارد. نتایج کار او در قالب مقاله ای در مجله Opto-Electronic Advances منتشر شده است.

در این کار، نقاط کوانتومی AIGS با روش تزریق حرارتی یک گلدانی سنتز شدند و اندازه کریستال با تنظیم دما کنترل شد.

در دمای پایین (180 درجه سانتیگراد)، ذرات کوچکتر (با اندازه 3٫7 نانومتر) راحت تر تشکیل می شوند، در حالی که در دمای بالا (250 درجه سانتیگراد)، کریستال ها تمایل به رشد دارند (با اندازه 16٫5 نانومتر). در دمای 220 درجه سانتی گراد، نقاط کوانتومی AIGS با دو توزیع اندازه متفاوت (17 نانومتر و 3٫7 نانومتر) به دست آمد که منجر به تفاوت زیادی در پیک انتشار اکسایتون آن ها شد. در نهایت، نقاط کوانتومی AIGS با انتشار دوگانه سبز-قرمز (530 نانومتر تا 630 نانومتر) به دست آمد.