Forscher der North Carolina State University haben eine neue Technik gezeigt, die Licht verwendet, um die optischen Eigenschaften von Quantenpunkten zu stimmen-der den Prozess schneller, energieeffizienter und umweltverträglicher-, ohne die materielle Qualität zu beeinträchtigen.
„Die Entdeckung von Quantenpunkten hat den Nobelpreis für Chemie im Jahr 2023 erworben, da sie in so vielen Anwendungen verwendet werden“, sagt Milad Abolhasani, korrespondierender Autor eines Papiers über die Arbeit und Alcoa -Professor für chemische und biomolekulare Ingenieurwesen im NC State. „Wir verwenden sie in LEDs, Solarzellen, Anzeigen, Quantentechnologien und so weiter. Um ihre optischen Eigenschaften zu stimmen -Bought -Zustand -Da dies direkt die Lichtfarbe des Lichts bestimmt, die sie abgeben.
„Bestehende Methoden zur Bandgap-Abstimmung von Perovskit-Quantenpunkten stützen sich auf chemische Modifikationen oder Hochtemperaturreaktionen, die beide energieintensiv sind und Inkonsistenzen in den endgültigen Materialeigenschaften einführen können“, sagt Abolhasani.
„Unser neuer Ansatz verwendet Licht, um die Reaktion voranzutreiben, was weniger Energie erfordert und es unglaublich präzise sein kann.“
Für diese Arbeit begannen die Forscher mit grünem-emittierenden Perovskit-Quantenpunkten und stellten sie in eine Lösung, die entweder Chlor oder Jod enthielt. Diese Lösung wird dann durch ein mikrofluidisches System ausgeführt, das eine Lichtquelle enthält.
Die mikrofluidische Umgebung ermöglicht eine präzise Reaktionskontrolle, indem sie eine gleichmäßige Lichtbelastung über kleine Lösungsvolumina hinweg sicherstellt, ungefähr 10 Mikroliter pro Reaktionstropfen. Dies ist wichtig, da die Lösung mit kleiner Lautstärke das Licht in die gesamte Probe durchdringt und die resultierenden photochemischen Reaktionen in der gesamten Probe sehr schnell stattfinden.
Das Licht löst dann Reaktionen aus, die die grünem-emittierenden Perovskit-Quantenpunkte näher am blauen Ende des Spektrums heranrücken, wenn Chlor im Lösungsmittel vorhanden ist, und näher am roten Ende des Spektrums, wenn Jod im Lösungsmittel vorhanden ist.
„Wir können das Bandgap steuern, indem wir die in die Probe eingeführte Energie kontrollieren, und wir steuern die Energiemenge, indem wir das Licht kontrollieren“, sagt Abolhasani. „Dies ermöglicht es uns, den Bandgap genau zu stimmen.
„Und während wir kleine Reaktionsvolumina verarbeiten, geschieht der Prozess selbst sehr schnell, was bedeutet, dass Sie letztendlich Perovskit -Quantenpunkte mit abgestimmten Bandgaps effizienter produzieren als mit früheren Techniken“, erklärt Abolhasani.
„Dies ist eine nachhaltige Methode, um hochwertige Perovskit-Quantenpunkte mit Licht zu erzeugen. Wir sind jetzt dabei, Perovskit-Quantenpunkte für die Verwendung in optoelektronischen Geräten zu erstellen.“
