مشکل افت شدت نور نقاط کوانتومی حل شد_بام وطن

نقاط کوانتومی (QDs) ذرات نیمه‌رسانای بسیار کوچکی می باشند که در نمایشگرها، LED ها، سلول‌های خورشیدی، دستگاه‌های زیست‌پزشکی، محاسبات کوانتومی و ارتباطات امن کاربرد دارند. با این حال، این نقاط به طور ذاتی ناپایدار می باشند و تمایل دارند که چشمک بزنند یا به مرور زمان کم‌نور شوند، که یک چالش بزرگ برای منفعت گیری در سیستم‌های کوانتومی است.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه اوکلاهاما به سرپرستی ییتونگ دانگ (Yitong Dong)، نشان داده است که پوشاندن نقاط کوانتومی مبتنی بر پروسکایت با یک لایه‌ی کریستالی اختصاصی، می‌تواند به طور قابل‌توجهی پایداری آنها را افزایش دهد. این پیشرفت، مسیر را برای فناوری‌های کوانتومی مقرون‌به‌صرفه و قابل‌مطمعن هموار می‌کند.

حل مشکل مهم: جلوگیری از سوسو زدن و افت شدت نور

به گزارش ساینس دیلی، لایه‌ی کریستالی مولکولی که این تیم تحقیقاتی گسترش داده است، می‌تواند نقص‌های سطحی نقاط کوانتومی را خنثی کند و ساختار اتمی آنها را تثبیت نماید. این کار علتمی‌شود که نور تولیدشده توسط این نقاط، بدون چشمک زدن و بدون افت شدت، به‌طور پایدار انتشار شود.

افزایش دوام نقاط کوانتومی: در شرایط عادی، QD‌ها تنها ۱۰ تا ۲۰ دقیقه دوام می‌آورند، اما با این روش، انتشار کردن فوتون‌ها برای بیشتر از ۱۲ ساعت بدون کم شدن کارکرد ادامه دارد.

کارکرد در دمای محیط: برخلاف منبع های نوری کوانتومی قبلی که به دما‌های زیاد پایین (نزدیک به منفی ۴۵۲ درجه فارنهایت و منفعت گیری از هلیوم مایع) نیاز داشتند، نقاط کوانتومی پروسکایتی به راندمان نزدیک به ۱۰۰٪ در دمای اتاق رسیده‌اند. این یک تحول اساسی برای منفعت گیری‌ی عملی از این فناوری است.

مقرون‌به‌صرفه و مقیاس‌پذیر: لایه‌ی کریستالی محافظ هم ارزان است و هم به سادگی قابل تشکیل در مقیاس بالا، که امکان تشکیل صنعتی و منفعت گیری‌ی گسترده را فراهم می‌کند.

دانگ در رابطه اهمیت این تحقیق او گفت: «در محاسبات کوانتومی، باید بتوانید تعداد فوتون‌های منتشرشده را در هر لحظه کنترل کنید. نقاط کوانتومی طبق معمولً ناپایدار می باشند، اما ما موفق شدیم یک پوشش کریستالی تشکیل کنیم که انتشار کردن کوانتومی آنها را تثبیت کند.»

او گفت: «از آنجایی که این نقاط کوانتومی در دمای معمولی کار می‌کنند و هزینه‌ی تشکیل زیاد مقداری دارند، ما معتقدیم که آنها می‌توانند به منبع نوری مهم تراشه‌های فوتونیکی در محاسبات و ارتباطات کوانتومی آینده تبدیل شوند.»