Блискуча майбутність квантових наностержней

Блискуча майбутність квантових наностержней

Квантові наностержні дозволяють створювати багатофункціональні інтерактивні дисплеї, які одночасно випромінюють і поглинають світло. Для безлічі додатків, включаючи бурхливо зростаючий Інтернет речей, такі дисплеї стануть справжньою знахідкою – якщо будуть належним чином доведені до розуму.Екрани смартфонів, які самі, без будь-яких додаткових шарів, фіксують світловий потік.

Відеопанелі, здатні безпосередньо, без проводів або радіомодулів, обмінюватися даними. Дисплеї, підживлює енергією сонця під час відсутності зовнішніх фотоелементів. Все це обіцяє стати реальністю в не далекому майбутньому – завдяки квантовим наностержня (nanorods), перші робочі зразки яких вже отримано і щосили удосконалюються. Інше питання, чи знайдуться інвестори, щоб допомогти вивести ці дослідження з лабораторної стадії?Функціональні технології в наші дні впевнено освоїли субмікронний масштаб завдяки квантовим точкам.

Напівпровідникові об’єкти (найчастіше на основі селеніду цинку, селеніду кадмію або фосфіду індію) розмірами в лічені нанометра перетворять падаючий на них короткохвильового світло в випромінювання з більшою довжиною хвилі. Причому ця довжина фіксована і визначається одними тільки фізичними габаритами квантової точки: чим вони менші, тим ближче випускається світло до синього кінця видимого спектру.Крім того, квантові точки можуть випромінювати світло і самі, якщо прикласти до них відповідну напругу.

В сучасних відеопанелях найчастіше зустрічаються не само випромінюючи, а індуковані (підсвічуються) фоновими світлодіодами з нітриду галію точки двох сортів. Одні з них перетворюють синє випромінювання з довжиною хвилі 450-495 нм в практично монохромне червоне (638 нм, характерні розміри самих точок – 3,0-5,0 нм), інші – в зелене (527 нм, точки від 1,5 до 2,5 нм).Квантові точки вважаються сьогодні найбільш перспективною технологією для смартфони, комп’ютерних та телевізійних екранів. Однак в щось принципово нове вони дисплейну панель не перетворюють. Зовсім інша справа – наностержні, які створила та вивчає група дослідників з Іллінойського університету в Урбані-Шампейн спільно з колегами з південнокорейського Інституту досліджень в галузі електроніки та телекомунікацій, а також з американської компанії Dow Chemical.

Лазерний промінь виписує літери UI, що символізують Іллінойський університет, на великій сітці з пікселів з квантовими наностержня, які у відповідь на опромінення світяться червоним. Credit: Moonsub Shim, University of IllinoisЛазерний промінь виписує літери UI, що символізують Іллінойський університет, на великій сітці з пікселів з квантовими наностержня, які у відповідь на опромінення світяться червоним. Credit: Moonsub Shim, University of IllinoisНаностержні гантелевідной форми з довжиною «грифа» близько 5 нм і «обважнювачами» близько 1 нм на кінцях утворені напівпровідниками трьох різновидів.

Один з цих матеріалів, який формує ядра «обважнювачів», здатний перетворювати електричний струм у видиме світло і навпаки. Зовнішні шари «обважнювачів» і «гриф» служать для транспортування електронів і дірок – негативних і позитивних зарядів, – причому працюють вони в залежності від знака прикладеної до наностержня напруги в протифазі.У режимі випромінювання «гриф» наностержня направляє потік електронів до внутрішніх областям – ядер – «обважнювачів», а зовнішні їх шари – оболонки – генерують в тому ж напрямку потік дірок. Рекомбінація негативних і позитивних зарядів в ядрах породжує кванти видимого світла: наностержень випромінює обома своїми «обважнювачами».

При зміні знака прикладеної напруги процес йде у зворотний бік. Фотони ззовні, потрапляючи на напівпровідникові ядра, породжують електрони і дірки. «Гриф» сприяє виведенню електронів з області ядра, тоді як оболонка відкриває дорогу діркам. В результаті, якщо з досить високою частотою (мова йде про десятки тисяч герц) змінювати напругу, людське око не зможе вловити мерехтіння світлового потоку, – він буде здаватися безперервним і рівним.Дисплей, складений з такого роду наностержней, виявляється вже принципово новим пристроєм в порівнянні зі звичними нам сьогодні.

Скажімо, він без зусиль зможе вибірково коригувати свою яскравість в залежності від зовнішнього засвічення. Якщо екран на квантових наностержня частково освітлений сонячними променями, а частково залишається в тіні, не важко буде запрограмувати його мікроконтролер так, щоб фіксувати більший світловий потік його елементи самі випускали світло інтенсивніше, – і навпаки.

Світлочутливість кожного базового елементу такого дисплея дозволить обійтися без додаткових детекторів (наприклад, інфрачервоних), які в наші дні замінюють собою контактні датчики на великих інтерактивних екранах. Кожен піднесений до панелі на наностержня палець буде по контрасту з фоном впевнено розпізнано, що дозволить фіксувати і відпрацьовувати керуючі жести – в тому числі мультітач. Зрозуміло, така панель зреагує і на лазерну указку.Цікавими є й комунікативні можливості дисплеїв на наностержня. Якщо один такий екран розміщений навпроти ін

Від |2019-05-18T15:49:59+03:00Травень 18th, 2019|Усі|

Залишити коментар

EnglishGermanHindiItalianRussianUkrainian