Новая технология преобразует обычные отходы в высококачественные квантовые точки с оранжево-красным свечением.
Квантовые точкиЭто одна из самых перспективных технологий микроэлектроники. Так называют фрагменты полупроводников или проводников, настолько маленькие, что движение зарядов в них сильно ограничено, позволяя проявляться квантовым эффектам. Это позволяет точно контролировать энергетические уровни электронов и длину волны фотонов, которые испускают при переходе с одного уровня на другой. Из одних и тех же квантовых точек можно получить яркие источники нужного цвета, лишь слегка меняя размеры и форму кристалла. Это делает их привлекательными для целого ряда применений — от дисплеев до солнечных панелей, биомедицины и даже… контроля качества топлива.
Извлечение квантовых точек обычно производится из тяжелых металлов, таких как свинец и кадмий, которые токсичны для природы и человека. Малые размеры частиц способствуют их распространению, что может повысить опасность. Исследователи Хиросимского университета в Японии решили использовать более экологически чистый источник квантовых точек — полупроводниковый кремний из сельскохозяйственных отходов. статье, опубликованной в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Профессор Кэнити Саитоу и его соратники применяли рисовую шелуху: её перемалывали, сжигали, удаляя органику и получая порошок диоксида кремния (примерно 20% от массы всей шелухи). Диоксид восстанавливали до атомарного кремния, дополнительно очищали и получали пудру размером частиц около трех нанометров. После дополнительной химической обработки из неё получали… кремниевые квантовые точкиОборудование, выдающее стабильное излучение в оранжево-красной области спектра с показателем эффективности свыше двадцати процентов.
Японские ученые получили первые «экологически чистые» квантовые точки из рисовой шелухи – отходов сельского хозяйства, которые обычно выбрасывают или сжигают. Авторы уверены в возможности масштабирования технологии для массового производства. Нетоксичность кремниевых квантовых точек позволит использовать их широко.