Индийские химики модифицировали квантовые точки сульфида цинка и получили белый свет

Ученым-химикам из Индийского технологического института в Гувахати модификацировали квантовые точки сульфида цинка органическими лигандами и получили чистый белый свет. Полученные частицы предлагают новый способ получения белого света, используя единичные наноструктуры, а также являются хорошей альтернативой существующим квантовым точкам, для синтеза которых используют токсичные тяжелые металлы.

Квантовые точки – это полупроводниковые нанокристаллы, которые излучают свет в определенном узком диапазоне длин волн. Производители электроники очень заинтересованы в использовании данных материалов при разработке светоизлучающих диодов (LED) для освещения и дисплеев, поскольку такие устройства потребляют меньше энергии и дают более насыщенные и яркие цвета, чем обычные светодиоды. Чистый яркий белый свет здесь ключевой момент. До сих пор исследователи получали белый свет путем объединения света от красно-, зелено- и сине-излучающих нанокристаллов. Наноструктуры, излучающие белый свет без оттенков получить не удавалось.

Как пояснил, профессор Индийского технологического института Арун Чаттопадхаи, сульфид цинка привлек ученых своей нетоксичностью по сравнению с  широкоиспользуемыми сейчас для синтеза квантовых точек тяжелыми металлами. Нанокристаллы легированного марганцем сульфида цинка были получены путем нагревания раствора, содержащего дигидрат ацетата цинка, тетрагидрат ацетата марганца и сульфид натрия. Поверхностный слой нанокристаллов состоит из ионов цинка и марганца. При облучении ультрафиолетовым излучением с длиной волны 320 нм этих квантовых точек они светились оранжевым светом с длиной волны 588 нм. Далее исследователи добавили смесь ацетилсалициловой кислоты, или аспирина, и 8-оксихинолина. Молекулы салициловой кислоты прореагировали с ионами марганца и цинка с образованием комплексов на поверхности нанокристаллов, которые при возбуждении дали синий свет с длиной волны 410 нм. Комплекс 8-оксихинолина с ионами цинка на поверхности нанокристаллов при возбуждении дал зеленый свет с длиной волны 500 нм. Для получения чистого белого света при длине волны возбуждающего излучения ученые смешали оранжевое, синее и зеленое свечения

Ученые убеждены, что используя различные соотношения органических молекул при добавлении к нанокристаллу, можно получить свечение и других цветов. Однако для применения в светодиодах квантовые точки потребуется возбуждаться электрическим током, а не светом, поэтому в ближайшем будущем ученые планируют заняться решением этой проблемы.