Logo
Cover

Квантовые точки находят все более широкое применение, от телевизоров до солнечных элементов, но массовое производство тормозит высокая стоимость и вред для окружающей среды. Специалисты из Университета Хиросимы нашли способ решения этих проблем, разработав механизм переработки рисовой шелухи для изготовления первых в мире кремниевых светодиодов с квантовыми точками.

Поскольку обычные квантовые точки часто изготавливаются с применением токсичных материалов, таких как кадмий, свинец или даже тяжелые металлы, нередко возникают опасения в оправданности применения таких опасных для окружающей среды компонентов. Японские ученые предложили свой метод производства, который минимизирует этот риск, рассказывает New Atlas.

Исследователи из команды Кеничи Сайто обратились к кремниевой разновидности квантовых точек, которые обходятся без тяжелых металлов и обладают преимуществами стабильности и высоких рабочих температур. Поэтому они главные кандидаты для создания квантовых компьютеров, а также для медицинских приборов.

В данном случае источником кремния выступил рис, точнее, отходы его производства. Ежегодно по всему миру пищевая промышленность создает примерно 100 млн тонн рисовой шелухи, и японские ученые придумали, как извлечь из нее кремний. Для этого нужно смолоть шелуху и сжечь органику, чтобы остался кварцевый порошок, который затем нагревают в печи. Получившиеся очищенные частицы измельчаются и смешиваются с раствором, чтобы повысить «химическую функциональность» поверхности. На выходе получаются кремниевые квантовые точки размером 3 нм, светящиеся в оранжево-красном спектре.

Слой таких квантовых точек можно сочетать с другими материалами, включая стекло из оксида индия-олова или с алюминиевой фольгой, получая, соответственно, аноды и катоды для светодиодов.

В дальнейшем исследователи рассчитывают повысить производительность светодиодов, увеличив уровень люминесценции, и разработать точки других цветов. Кроме того, они планируют изучить потенциал других растительных отходов, например, пшеницы или ячменя.

Исследователи из Канады открыли в перовскитовых кристаллах неожиданные свойства, которые могут лечь в основу инновационных фотоэлементов и других оптических и электронных устройств. Оказывается, эти кристаллы могут вести себя как квантовые точки.