Bilim İnsanları Kimyasal Olarak Kuantum Noktalarını Yaşlandırıyor
Fotoğraf -1 : Yaşlanan kuantum noktaları. Kredi: Daria Sokol / MIPT Basın Ofisi
MIPT ve RAS Kimyasal Fizik Sorunları Enstitüsü’nden araştırmacılar, kimyasal yaşlanma yoluyla fiziksel deneyler için gerekli olan rastgele boyutta kuantum noktalarını elde etmenin basit ve kullanışlı bir yolunu geliştirdiler. Çalışma Materials Today Chemistry’de yayınlandı.
Kolloidal kuantum noktalarının boyutları, elektromanyetik radyasyonu yaydıkları ve emdikleri frekansı belirleyen nano boyutlu kristallerdir. Güneş pillerinde, TV setlerinde, yangın alarm sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar.
Kuantum Nanoyapıların Fotonikleri için MIPT Laboratuvarı, kurşun sülfit kuantum noktaları kullanarak araştırmalar yapıyor. Sıcak enjeksiyon olarak bilinen sentezlerine yönelik geleneksel yaklaşım, kurşun ve kükürt içeren bileşiklerin belirli koşullar altında karıştırılmasını içerir. Bu işlem ile istenen boyutta kuantum noktaları oluşturmak için özel reaktifler ve ekipmanlar kullanılarak kontrol edilir. Bununla birlikte, sentez işlemi oldukça karmaşık olup maliyetlidir ve bu yöntemle istenilen boyutlarda noktalar elde edilemez.
Bir fizikçinin bazı kuantum noktalarına ihtiyacı varsa, ancak bunları üretmek için ekipmanı yoksa, sentez yapmak veya ürünleri bir katalog aracılığıyla yurtdışından sipariş etmek için oldukça fazla para harcamaları gerekmektedir.
Kuantum Nanoyapıların Fotoniği için MIPT laboratuvarının Başkan Yardımcısı Ivan Shuklov şöyle dedi:
“İstenilen büyüklükte noktalar satın almanız mümkün değildir. Bu nedenle, herhangi bir özel ekipman veya beceri gerektirmeyen ve istenilen boyutta, tam olarak gerekli özelliklere sahip noktalar üretecek kurşun sülfür kuantum noktaları elde etmek için basit ve uygun fiyatlı bir yol bulmak için çalıştık.’’
Çeşitli bileşiklerle deneyler yapan araştırmacılar, kuantum nokta spektrumunun bir oleik asit ve oleamin karışımının varlığında değiştiğini buldular. Elektron mikroskobu, iki kimyasalın karışımının standart sentezi gerçekten tersine çevirdiğini, kükürt ve kurşun atomlarının çözelti içine geri çekilerek nokta boyutunu kademeli olarak azalttığını göstererek neler olup bittiğine daha yakından anlamamıza yardımcı oldu. Daha da önemlisi, nokta boyutu dağılımının aynı kaldığını görmemizi sağladı. Başka bir deyişle, karışımı uygulamaya koymadan önce sahip olduğunuz aynı noktaları elde edersiniz, sadece küçülürler ve dolayısıyla özelliklerini değiştirirler.
Kuantum noktalarının sentezlenmesine yönelik standart yaklaşım aynı zamanda oleik asit ve oleamin kullanır, ancak kimyasallar farklı aşamalarda kullanılır. Kontrollü kristal yaşlanmasını mümkün kılan şey, onların eşzamanlı uygulamaları ve karşılıklı etkileşimidir. Yani, kristal özelliklerinde zaman içinde öngörülebilir uzun vadeli değişiklikler yaratmasıdır.
MIPT’de Kuantum Nanoyapıların Fotonik Laboratuvarı başkanı Vladimir Razumov şöyle dedi:
“10 nanometre kuantum noktalarına sahip bir deneycinin yarın 8 nanometreye, bundan sonraki gün 6 nanometreye azaltmasına izin veren bir çözüm önerdik. Buna göre, emilim frekansı ilk kez 2 mikrometreden 1.8 mikrometreye ve daha sonra 1.5 mikrometreye değişecektir. Temel olarak, bir dizi jenerik kolloidal kuantum noktasından, ihtiyaçlarınız için tam olarak doğru boyut ve özelliklere sahip olanları üretebilirsiniz. Tekniğimizle, bazı test tüpleri dışında özel bir donanıma sahip olmayan bir fizikçi, bir kuantum nokta örneğini herhangi bir boyuta dönüştürebilir. Tek gereken, noktaların uygun boyuta ‘yaşlanmasını’ beklemektir.”
Kaynak: scitechdaily.com
