Новости химической науки > Модификация квантовых точек заставляет их светиться белым

Модификация квантовых точек из сульфида цинка двумя видами различных органических молекул заставила эти квантовые точки излучать только белый свет. Результаты исследования могут лечь в основу нового способа получения белого излучения с помощью квантовых точек, они могут стать нетоксичной альтернативой уже представленным на рынке квантовым точкам.

Квантовые точки представляют собой полупроводниковые нанокристаллы, которые излучают свет в узком спектральном диапазоне. Производители электроники намереваются использовать эти наноматериалы для создания светоизлучающих диодов для освещения и дисплеев, поскольку устройства на основе квантовых точек потребляют меньше энергии и могут давать более богатые и насыщенные цвета, чем обычные светоизлучающие диоды.

Рисунок из J. Phys. Chem. Lett. 2015, DOI: 10.1021/acs.jpclett.5b00295

Важным фактором для возможности их практического применения является создание квантовых точек, способных к излучению белого света, однако до настоящего времени исследователям удавалось генерировать белый свет только за счет комбинирования излучения нанокристаллов, проявляющих красную, зеленую и синюю эмиссию. Арун Чаттопадхиай (Arun Chattopadhyay) отмечает, что создание единой наноструктуры, способной обеспечивать однородную и стойкую эмиссию в белом свете, является более предпочтительной задачей, позволяющей как облегчить создание источника белого света, так и обеспечить однородность излучения.

В рамках решения этой задачи Чаттопадхиай с коллегами решили изменить химические свойства квантовых точек на основе сульфида свинца, с которыми они работали. По словам Чаттопадхиай, интерес к цинксульфидным квантовым точкам был продиктован их низкой токсичностью, отличавшей их от других квантовых точек, в состав которых входят более опасные для окружающей среды тяжелые металлы.

Исследователи получили легированные марганцем нанокристаллы из сульфида цинка, нагревая раствор ацетата цинка, ацетата марганца и сульфида натрия. На поверхности таких кристаллов располагаются ионы цинка и магния, при облучении полученных квантовых точек ультрафиолетом с длиной волны 320 нм квантовые точки испускают волну с длиной 588 нм (оранжевое излучение).

На следующем этапе исследователи добавили к суспендированным квантовым точкам смесь ацетилсалициловой кислоты и 8-гидроксихинолина. Молекулы салициловой кислоты реагируют с ионами цинка и марганца с образованием комплексов, способных к эмиссии с длиной волны 410 нм (синее излучение), а комплексы цинка с хинолином излучают свет с длиной волны 510 нм (зеленое излучение).

Смешение оранжевого, синего и зеленого излучения приводит к чистому белому свечению новых квантовых точек при возбуждении их ультрафиолетом с длиной волны 320 нм. Также имеется возможность «заставить» квантовые точки светиться любым другим светом – для этого нужно просто варьировать соотношение органических молекул, связывающихся с нанокристаллом.

Маринелла Стрикколи (Marinella Striccoli) отмечает, что новая работа представляет собой очень интересный подход к получению белого света, используя отдельный нанокристалл, однако добавляет, что все же в светоизлучающих диодах необходимо, чтобы флуоресцентное излучение активировалось бы электрическим током, а не ультрафиолетом.

Источник: J. Phys. Chem. Lett. 2015, DOI: 10.1021/acs.jpclett.5b00295

метки статьи: #молекулярная электроника, #нанотехнологии, #новые материалы, #фотохимия, фотокатализ, #электрохимия