Kuantum noktalarının düzenekleri oldukça düzensiz olma eğilimindedir, ancak bu küçük yarı iletken yapıların yüzeyleri geçit törenindeki askerler gibi sıralandığında garip bir şey olur: noktalar elektriği iletmede çok iyi hale gelir. Bu, araştırmacıların bulgusu RIKEN Japonya Acil Madde Bilimi MerkeziKuantum noktalarının bu düzenli, yarı iki boyutlu “üst örgülerinin” daha hızlı ve daha verimli elektronik geliştirmeyi mümkün kılabileceğini söyleyenler.
Kuantum noktaları, elektronları her üç uzamsal boyutta sınırlayan yarı iletken yapılardır. Bu sınırlama, kuantum noktalarının, binlerce atom içermelerine ve 50 nm'ye kadar ölçüm yapmalarına rağmen bazı yönlerden tek kuantum parçacıkları gibi davrandıkları anlamına gelir. Parçacık benzeri özellikleri sayesinde kuantum noktaları, güneş pilleri, biyolojik görüntüleme sistemleri ve elektronik ekranlar dahil olmak üzere birçok optoelektronik uygulamada kullanım alanı bulmuştur.
Ancak bir pürüz var. Kuantum nokta düzeneklerinin genel düzensizliği, yük taşıyıcıların bunların içinden verimli bir şekilde akmadığı anlamına gelir. Bu, elektrik iletkenliklerini zayıflatır ve düzeni sağlamaya yönelik standart teknikler pek yardımcı olmadı. "Meclislerin düzeni iyileştirilebilse de bunun yeterli olmadığını gördük" diyor Satria Zulkarnaen BisriRIKEN çalışmasına öncülük eden ve şu anda ABD'de doçent olan Dr. Tokyo Tarım ve Teknoloji Üniversitesi.
Kuantum noktalarına yeni bir bakış
Bisri, kuantum noktalarının iletkenliğini iyileştirmek için onlara farklı bir şekilde bakmamız gerektiğini açıklıyor - şu anda olduğu gibi küresel nesneler olarak değil, bileşik kristal yapılarından miras kalan benzersiz kristalografik özelliklere sahip madde yığınları olarak. . "Kuantum noktalarının oryantasyon tekdüzeliği de önemlidir" diyor. "Bunu anlamak, komşu kuantum noktalarının fasetleri arasındaki etkileşimi ayarlayarak kuantum noktalarının montajını kontrol etmenin bir yolunu formüle etmemizi sağladı."
Araştırmacılar, bir Langmuir filmi olarak bilinen şeyi yaratarak kuantum nokta düzeneklerini veya süper örgülerini yaptılar. Bisri, bu işlemi, suyun yüzeyinde yağın çiselemesi ve çok ince bir tabaka halinde yayılmasını sağlamak gibi bir şey olarak tanımlıyor. Deneylerinde, "yağ" kuantum noktalarıdır, "su" ise, düzenli bir tek tabaka veya üst kafes oluşturmak için noktaların belirli yönler yoluyla seçici olarak birbirine bağlanmasına yardımcı olan bir çözücüdür.
Bisri, "Bu tek katmanlı süperkafenin iyi özellikleri, kuantum nokta yapı taşlarının büyük ölçekli düzeninin ve tutarlı yöneliminin, montaj boyunca enerjisel bozuklukları en aza indirgemesidir" diyor. Fizik dünyası. "Bu, noktaların elektronik özellikleri üzerinde daha hassas kontrol sağlıyor."
RIKEN araştırmacıları, sistemlerini epitaksiyel olarak bu şekilde bağlanmamış kuantum nokta topluluklarından bir milyon kata kadar daha iletken hale getirebileceklerini keşfettiler. Bisri, iletkenlikteki bu artışın, sistemdeki yük taşıyıcıların doping seviyesindeki artışla ilişkili olduğunu açıklıyor. Bu daha yüksek katkılamada, bir kuantum noktasından diğerine yük aktarımı artık bir sıçramalı taşıma süreci tarafından yönetilmez (bir yalıtkanda olduğu gibi), elektronik mini bantlar yoluyla delokalize edilmiş bir taşıma mekanizması tarafından yönetilir - "tıpkı metalik bir malzemede olacağı gibi" ”diyor Bisri.
Kuantum noktalarındaki elektron deliği simetrisi, kuantum hesaplama için umut vaat ediyor
Daha hızlı ve daha verimli elektronik cihazlar
Bisri, yarı iletken kolloidal kuantum noktalarında yüksek iletkenlik ve metalik davranışın elektronik cihazlar için önemli avantajlar sağlayabileceğini ve daha hızlı ve daha verimli transistörler, güneş pili, termoelektrikler, ekranlar ve sensörler (fotodedektörler dahil) geliştirmeyi mümkün kılabileceğini ekliyor. Materyaller, güçlü bir şekilde ilişkili ve topolojik durumlar gibi temel fiziksel olayları araştırmak için de kullanılabilir.
Araştırmacılar şimdi diğer kuantum nokta bileşiklerini incelemeyi planlıyorlar. Bisri, "Elektriksel alan kaynaklı dopingin yanı sıra başka araçlar kullanarak da benzer veya hatta daha iyi metalik davranış elde etmek istiyoruz" diyor.
Şu anki çalışmalarını detaylandırıyorlar. Doğa İletişim.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/lined-up-quantum-dots-become-highly-conductive/