Уменьшить размер квантовых точек удалось за счет химического старения

Ученые МФТИ предложили простой способ получения квантовых точек определенного размера с помощью химического старения. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Today Chemistry.

Коллоидные квантовые точки  — наноразмерные кристаллы, свойства которых — частота поглощаемых или испускаемых электромагнитных волн — зависят от размера. Они применяются для изготовления солнечных батарей, ЖК-панелей, различных детекторов.

В лаборатории фотоники квантово-размерных структур МФТИ занимаются коллоидными квантовыми точками сульфида свинца. Стандартный процесс их синтеза осуществляется путем смешения при определенных условиях двух веществ-предшественников, содержащих серу и свинец. С помощью специального оборудования и химических реагентов этот процесс контролируют, получая квантовые точки определенного размера. Однако такой метод сложный, дорогой, и не все размеры точек можно получить с его помощью.

Экспериментируя с различными веществами, исследователи обнаружили, что в присутствии смеси олеиновой кислоты и олеиламина спектр квантовых точек меняется. Дальнейшее исследование с помощью электронной микроскопии показало, что в присутствии этой смеси стандартный синтез идет в обратном направлении. Атомы серы и свинца «убегают» назад в раствор, а квантовые точки «стареют» и становятся меньше. При этом сохраняется их распределение по размерам. Другими словами, получаются такие же квантовые точки, как до воздействия смеси, только меньше. Соответственно, с другими свойствами.

Олеиновая кислота и олеиламин по отдельности используются в процессе стандартного синтеза квантовых точек. Однако именно одновременное использование и взаимодействие этих двух веществ сделало возможным контролируемое старение кристаллов.

Предложенное решение позволяет довести размер квантовых точек до 8 нанометров, при этом их поглощение изменится до 1,8 мкм при первом старении и до 1,5 мкм при втором.