(Phys.org) — Sebbene i punti quantici siano stati scoperti negli anni '80, finora non ci sono state applicazioni commerciali diffuse di queste particelle semiconduttrici a emissione di luce di dimensioni nanometriche. Il problema principale è che i punti quantici devono essere depositati e modellati su substrati, e attualmente non esiste un metodo che possa farlo sia con un'alta risoluzione che su larga scala.

Ora in un nuovo studio, i ricercatori hanno sviluppato un metodo che supera questo compromesso combinando due metodi convenzionali:fotolitografia, che utilizza la luce per modellare i punti quantici con un'alta risoluzione; e assemblaggio strato per strato, che utilizza le cariche elettriche dei punti quantici per depositarli uniformemente in strati su una vasta area.

I ricercatori, Parco Joon-Suh et al ., hanno pubblicato un articolo sul nuovo processo di modellazione dei punti quantici in un recente numero di Nano lettere . Si aspettano che il nuovo metodo fornisca una pratica, soluzione a basso costo per il collo di bottiglia nella fabbricazione di alta risoluzione, dispositivi a punti quantici su larga scala.

"Riteniamo che il nostro lavoro fornisca un metodo di modellazione di punti quantici compatibile con i processi di fabbricazione di semiconduttori convenzionali che abbassano la barriera per lo sviluppo industriale, " Parco, presso il Korea Institute of Science and Technology (KIST), detto Phys.org . "Poiché i punti quantici sono più robusti contro l'esposizione all'acqua o all'ossigeno rispetto ai materiali organici, riteniamo che i punti quantici possano essere applicati ad ampi aspetti in cui sono attualmente presenti materiali organici:display (AMOLED), fotorilevatori, fototransistor, e celle solari".

Sebbene esistano una varietà di tecniche per depositare e modellare le particelle sui substrati, i punti quantici rappresentano una sfida maggiore a causa delle loro proprietà insolite. Ad esempio, a causa del loro alto peso molecolare, le tecniche di evaporazione sono impraticabili, e grazie al loro rivestimento idrofobo, hanno la tendenza a dissolversi quando entrano in contatto con le sostanze chimiche organiche utilizzate nella fotolitografia convenzionale.

Per utilizzare la fotolitografia senza danneggiare i punti quantici, i ricercatori nel nuovo studio hanno utilizzato punti quantici modificati per essere idrofili in modo che non si dissolvano più nei solventi organici. Inoltre, i ricercatori hanno dotato il substrato di cariche elettriche, che hanno usato per aiutare ad aderire i punti al substrato tramite la forza elettrostatica.

Per dimostrare il nuovo metodo, i ricercatori hanno fabbricato un display della serigrafia "Marilyn Monroe 1967" di Andy Warhol usando il rosso, verde, Viola, e punti quantici gialli su un substrato da 4 pollici, che può essere considerato su larga scala per i display a punti quantici.

Nel futuro, i ricercatori hanno in programma di migliorare ulteriormente i display dei punti quantici utilizzando il nuovo metodo di patterning.

"Stiamo attualmente ottimizzando la struttura QD-LED per il nostro metodo, riducendo al minimo le dimensioni del LED per una maggiore efficienza energetica e tecnologia di visualizzazione a risoluzione più elevata, e lo sviluppo di un chip, fotorilevatori multi-lunghezza d'onda che utilizzano il metodo di patterning dimostrato, " ha detto Parco.

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