Нова технологія дозволяє із звичайних відходів отримувати високоякісні квантові точки, що випромінюють оранжево-червоним.
Квантові точки – одна з найперспективніших технологій мікроелектроніки. Так називають фрагменти напівпровідників чи провідників, настільки крихітні, що рух зарядів у них дуже обмежений, дозволяючи виявлятися квантовим ефектам. Це дозволяє, наприклад, точно контролювати енергетичні рівні електронів та довжину хвилі фотонів, які вони випромінюють при переході з одного рівня на інший. З тих самих квантових точок можна отримати яскраві джерела потрібного кольору, лише злегка змінюючи розміри і форму кристала. Це і робить їх такими привабливими для цілого ряду застосувань – від дисплеїв до сонячних панелей та біомедицини і навіть контролю якості палива.
Однак отримувати квантові точки доводиться, як правило, з важких металів на кшталт свинцю та кадмію, токсичних для природи та людського організму. А нанометрові розміри частинок дозволяють їм легко поширюватися, потенційно роблячи їх ще більш небезпечними. Тому вчені з Хіросімського університету в Японії звернулися до «зеленішого» джерела квантових точок — напівпровідного кремнію, отриманого з відходів сільськогосподарського виробництва. Про їхню роботу розповідається у статті , опублікованій у журналі ACS Sustainable Chemistry & Engineering .
Професор Кеніті Саітоу (Ken-ichi Saitow) та його колеги використовували рисове лушпиння, яке перемелювали і спалювали, видаляючи всю органіку і отримуючи порошок діоксиду кремнію (на нього припадає близько 20 відсотків маси всього лушпиння). Діоксид відновлювали до атомарного кремнію, очищали додатково і отримували пудру з розмірами частинок близько трьох нанометрів. Після додаткової хімічної обробки з них отримували кремнієві квантові точки , здатні давати стабільне випромінювання в оранжево-червоному діапазоні з ефективністю понад 20 відсотків.
За словами японських учених, це перший приклад отримання «екологічно чистих» квантових точок із рисового лушпиння — відходів, які масово утворюються в сільському господарстві і які поки що доводиться або викидати, або просто спалювати. Автори впевнені, що їм вдасться масштабувати технологію для масового виробництва, а нетоксичність кремнієвих квантових точок дозволить знайти найширше застосування.
