Российские химики создали "нобелевское" сырье для квантовых точек из отечественного децена-1
Новые горизонты зеленых технологий в мире квантовых точек
Российские химики разработали новый метод создания экологичных коллоидных квантовых точек. Эти точки состоят из нанокристаллов меди, индия и серы. Новая технология позволит производить квантовые материалы из доступных, безопасных и недорогих отечественных компонентов. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Ни один из современных прекурсоров серы для синтеза коллоидных квантовых точек не производится российской химической промышленностью, поэтому поиск эффективных альтернатив весьма важен. Мы впервые получили прекурсор серы на основе отечественного децена-1, который можно применять для получения коллоидных квантовых точек", - сообщил старший научный сотрудник МФТИ Иван Шуклов.
Квантовые точки, используемые в производстве экранов телевизоров, мониторов и других высокотехнологичных устройств, представляют собой нанокристаллы из кадмия и селена. Они обладают оптимальными оптическими и электронными свойствами, но их производство требует использования токсичных соединений кадмия, вредных для окружающей среды. Поэтому ученые активно ищут экологичные альтернативы квантовым точкам на основе селенида кадмия. Среди таких альтернатив - соединения меди, индия и серы (CuInS2) и соединения серебра, индия и серы (AgInS2). Однако их применение в России ограничено, так как общепринятое сырье для производства этих квантовых точек не синтезируется в стране.
Для решения этой проблемы химики из МФТИ провели ряд экспериментов. Им удалось показать, что необходимые материалы для получения экологичных квантовых точек можно получать путем растворения элементарной серы в непредельном углеводороде децене-1, который производится в России. Реакции между созданным учеными сырьем и солями индия позволили получить наночастицы, по форме напоминающие пирамиды или усеченные пирамиды, способные активно взаимодействовать со светом.
Эти наноструктуры уступают по эффективности фотоотклика существующим солнечным батареям на основе других типов квантовых точек. Однако их можно использовать для решения иных задач, включая создание фотодетекторов, работающих в ультрафиолетовом диапазоне, а также различных гибридных устройств на основе отечественного сырья и исходных материалов.
Квантовые точки - это полупроводниковые наночастицы, размеры и форма которых подобраны таким образом, что они ведут себя как искусственный атом. Как и его реальные аналоги, этот рукотворный атом способен взаимодействовать со световыми волнами, поглощать их и преобразовывать в другие формы колебаний. Это свойство квантовых точек было впервые обнаружено и изучено нобелевским лауреатом Алексеем Екимовым и другими советскими физиками в 1980-х годах.