(Phys.org) —Quantum dots zijn kleine nanokristallen met buitengewone optische en elektrische eigenschappen met mogelijke toepassingen bij de productie van kleurstoffen, biobeeldvorming, en zonne-energieproductie. Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Chicago hebben een manier ontwikkeld om precies vier koperionen in elke kwantumstip te introduceren.

De introductie van deze "gast"-ionen, doping genoemd, opent mogelijkheden om de optische eigenschappen van de quantum dots te verfijnen en spectaculaire kleuren te produceren.

"Als de kristalliniteit perfect is, de kwantumstippen doen iets dat niemand had verwacht - ze worden erg emissief en worden uiteindelijk de beste kleurstof ter wereld, " zegt Preston Snee, assistent-professor scheikunde bij UIC en hoofdonderzoeker van de studie.

De resultaten worden gerapporteerd in het tijdschrift ACS Nano , online beschikbaar voorafgaand aan gedrukte publicatie. Het opnemen van gastionen in het kristalrooster kan een hele uitdaging zijn, zegt UIC-afgestudeerde student Ali Jawaid, eerste auteur van het artikel.

Het is lastig om het aantal ionen in elke kwantumstip te regelen. Alleen het richten op een gemiddeld aantal gastionen zal geen kwantumstippen produceren met optimale elektrische en optische eigenschappen.

Jawaid heeft een procedure ontwikkeld die op betrouwbare wijze perfecte kwantumdots produceert, elk gedoteerd met precies vier koperionen. Snee gelooft dat de methode hen in staat zal stellen andere gastionen te vervangen met dezelfde consistente resultaten.

"Dit opent de mogelijkheid om een ​​breed scala aan gedoteerde quantum dot-systemen te bestuderen, " hij zei.

Donald Wink en Leah Page van UIC en Soma Chattopadhyay van Argonne National Laboratory droegen ook bij aan het onderzoek.