Японски учени създадоха светещи квантови точки от рециклирани оризови люспи

Представената нова технология дава възможност от обикновени отпадъци да бъдат получавани висококачествения квантови точки, излъчващи оранжево-червен цвят.

Да напомним, че квантовите точки са една от най-перспективните технологии в микроелектрониката. Така се наричат полупроводниковите фрагменти или проводници, които са с толкова малки размери, че движението на зарядите в тях е силно ограничено и по този начин започват да се проявяват квантовите ефекти. По този начин става възможно точното контролиране на енергийните нива на електроните и дължината на вълната на фотоните, които те изпускат при прехода си от едно енергийно ниво към друго. От едни и същи квантови точки е възможно да се получат ярки източници от необходимата светлина, което става единствено чрез промяна размерите и формата на микроскопичните кристали. Именно това ги прави толкова привлекателни за редица направления в микроелектрониката – от дисплеите и слънчевите панели до биомедицината.

Създаването на тези квантови точки като правило става от тежки метали от рода на оловото и кадмия, които са токсични за човешкия организъм и за самата природа. А нанометровите размери на тези частици дават възможност за тяхното много по-лесно разпространяване, като по този начин те стават още по-опасни. Това е една от причините японски учени от университета в Хирошима да потърсят начин за създаване на квантови точки без нанасяне на вреда на природата. Те са използвали полупроводников силиций, получен от отпадъците на селското стопанство. Тяхната научна работа бе публикувано разписание ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Професор Кен-ичи Сайто (Ken-ichi Saitow) и неговите колеги са използвали отпадъчните оризови люспи, които са смилани на ситен прах, а след това нагрявани, като по този начин се премахват всички органични вещества и в крайна сметка остава прахообразен силициев диоксид, който е около 20% от теглото на този отпадъчен продукт от оризови люспи. Следва допълнително прочистване на полученото вещество, в резултати от което силициевият диоксид се превръща в атомарен силиций във вид на пудра с размер на частиците около 3 нанометра. След допълнителна химическа обработка от тях се получават силициеви квантови точки, които дават стабилно излъчване в оранжево червения диапазон с ефективност над 20%.

Японските учени специално подчертават, че това е първият пример за получаването на екологично чисти квантови точки, което става от оризови люспи  – отпадъци, които масово се образуват в японското селско стопанство и които обикновено или се изхвърлят, или просто се изгарят. Авторите на новата научна работа са уверени, че ще могат да мащабират тази нова технология за нуждите на масовото производство, като освен това силициевите квантови точки не са токсични и могат да бъдат използвани в най-различни области на електрониката и не само на електрониката.