Làm cho đèn có tuổi thọ cao hơn và sáng lâu hơn là một bối cảnh quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của nhiều công nghệ hiện đại. Một loại chấm lượng tử đang nắm giữ câu trả lời để thúc đẩy những cải tiến đó.
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu chấm lượng tử để tìm ra một phương tiện năng lượng thấp để tái tạo ánh sáng sáng hơn với tất cả màu sắc có thể nhìn thấy bằng mắt người. Với sự thành công của nghiên cứu, chấm lượng tử có thể trở thành cơ sở cho một thế hệ mới của điốt phát quang (LED).
Nghiên cứu đến từ một nhóm nghiên cứu quốc tế do ETH Zurich và IBM Research Zurich dẫn đầu. Trên cơ sở công nghệ này là một loại tinh thể nano có khả năng tỏa sáng một loạt các màu rất sáng. Các tinh thể nano được hình thành từ các hợp chất chì clorua xêzi.
Một lý do cho tính chất vỏ trái đất là do sự sắp xếp phân tử; ở đây các tinh thể được bố trí trong cấu trúc mạng perovskite. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu thay đổi bước sóng phát xạ bằng cách điều chỉnh cả kích cỡ và thành phần của hạt nano.
Một phần đặc tính đặc biệt của các chấm lượng tử đi xuống các tinh thể nano tạo ra ánh sáng rất nhanh. Các chấm lượng tử xi-êng dẫn ánh sáng có thể phát ra ánh sáng ở nhiệt độ phòng chỉ sau một nano giây.
Nhà nghiên cứu đứng đầu Giáo sư Maksym Kovalenko đã tạo ra các tinh thể nano từ vật liệu bán dẫn. Phát biểu với trang web của trường đại học, nhà khoa học này đã phát biểu: “Những tinh thể nhỏ bé này đã chứng tỏ chúng là nguồn phát sáng cực mạnh và cực nhanh, chúng sáng hơn và nhanh hơn bất kỳ loại chấm lượng tử nào được nghiên cứu cho đến nay”.
Ông giải thích, bằng cách thay đổi thành phần của các nguyên tố hóa học và kích cỡ của các hạt nano, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra một loạt các tinh thể nano có thể chiếu sáng từng màu trên phổ nhìn thấy được.
Các chấm lượng tử có thể được kiểm soát thông qua việc ứng dụng các photon, được sử dụng để kích thích tinh thể nano bán dẫn trong một mảng. Điều này buộc một electron rời khỏi vị trí ban đầu trong mạng tinh thể, để lại một lỗ. Ánh sáng cũng có thể được kiểm soát, vì trong các điều kiện nhất định, một cặp lỗ electron không thể trở lại trạng thái năng lượng của nó và do đó sự phát xạ ánh sáng bị triệt tiêu và xảy ra chậm trễ.
Nghiên cứu đã được báo cáo trên tạp chí Nature. Bài báo nghiên cứu có tựa đề “Bright triplet excitons in caesium lead halide perovskites.”.
Ứng dụng chính của các chấm lượng tử sẽ là với một thế hệ tiếp theo của điốt phát sáng cho màn hình lớn hơn.
