(Phys.org) — Hoewel kwantumstippen in de jaren tachtig werden ontdekt, tot nu toe zijn er geen wijdverbreide commerciële toepassingen van deze lichtemitterende halfgeleiderdeeltjes van nanoformaat. Het grootste probleem is dat kwantumdots op substraten moeten worden gedeponeerd en van een patroon moeten worden voorzien, en momenteel is er geen methode die dit zowel met een hoge resolutie als op grote schaal kan doen.

Nu in een nieuwe studie, onderzoekers hebben een methode ontwikkeld die deze afweging overwint door twee conventionele methoden te combineren:fotolithografie, die licht gebruikt om de kwantumstippen met een hoge resolutie te modelleren; en laag-voor-laag montage, die de elektrische ladingen van de kwantumstippen gebruikt om ze uniform in lagen over een groot gebied af te zetten.

De onderzoekers, Joon Suh Park et al ., hebben een artikel gepubliceerd over het nieuwe patroonvormingsproces voor kwantumdots in een recent nummer van Nano-letters . Ze verwachten dat de nieuwe methode een praktische, goedkope oplossing voor het knelpunt bij het vervaardigen van hoge resolutie, grootschalige quantum dot-apparaten.

"Wij zijn van mening dat ons werk een kwantumdot-patroonmethode biedt die compatibel is met conventionele halfgeleiderfabricageprocessen die de barrière voor de industriële ontwikkeling verlaagt, "Parkeren, aan het Korea Institute of Science and Technology (KIST), vertelde Phys.org . "Omdat kwantumdots robuuster zijn tegen blootstelling aan water of zuurstof in vergelijking met organische materialen, wij geloven dat quantum dots kunnen worden toegepast op brede aspecten waarin organische materialen momenteel aanwezig zijn:displays (AMOLED's), fotodetectoren, fototransistoren, en zonnecellen."

Hoewel er verschillende technieken zijn om deeltjes op substraten af ​​te zetten en in patronen te kwantumstippen vormen een grotere uitdaging vanwege hun ongebruikelijke eigenschappen. Bijvoorbeeld, vanwege hun hoge molecuulgewicht, verdampingstechnieken zijn onhaalbaar, en vanwege hun hydrofobe coating, ze hebben de neiging om op te lossen wanneer ze in contact komen met de organische chemicaliën die in conventionele fotolithografie worden gebruikt.

Om fotolithografie te gebruiken zonder de kwantumstippen te beschadigen, de onderzoekers in de nieuwe studie gebruikten kwantumstippen die zijn aangepast om hydrofiel te zijn, zodat ze niet langer oplossen in organische oplosmiddelen. In aanvulling, de onderzoekers voorzagen het substraat van elektrische ladingen, die ze gebruikten om de stippen via de elektrostatische kracht aan het substraat te hechten.

Om de nieuwe methode te demonstreren, de onderzoekers vervaardigden een weergave van de zeefdruk "Marilyn Monroe 1967" van Andy Warhol met behulp van rood, groente, paars, en gele kwantumstippen op een 4-inch substraat, die als grootschalig kan worden beschouwd voor quantum dot-displays.

In de toekomst, de onderzoekers zijn van plan om de quantum dot-displays verder te verbeteren met behulp van de nieuwe patroonmethode.

"We zijn momenteel bezig met het optimaliseren van de QD-LED-structuur voor onze methode, het minimaliseren van de LED-grootte voor een hogere energie-efficiëntie en weergavetechnologie met een hogere resolutie, en het ontwikkelen van een chip, multi-golflengte fotodetectoren met behulp van de gedemonstreerde patroonmethode, ' zei Park.

© 2016 Fys.org