I ricercatori NDSU hanno recentemente sviluppato un nuovo metodo per creare punti quantici fatti di silicio. punti quantici, o nanocristalli, sono minuscoli pezzi di semiconduttore su scala nanometrica che emettono luce quando i loro elettroni sono esposti alla luce UV. L'applicazione più comune dei punti quantici è nei display QLED. Attraverso il loro uso, i display digitali sono diventati più luminosi e molto più sottili, con conseguente miglioramento della televisione e, potenzialmente, tecnologia dei telefoni cellulari.

Poiché il silicio è abbondante e non tossico, i punti quantici di silicio hanno un fascino tecnologico unico. I punti quantici di silicio vengono attualmente utilizzati per applicazioni come finestre che rimangono trasparenti mentre fungono da collettori fotovoltaici attivi di energia, e sono promettenti in medicina, dove i punti quantici sono rivestiti con molecole organiche per creare biomarcatori fluorescenti non tossici.

Mentre i metodi tradizionali per creare punti quantici di silicio richiedono materiali pericolosi come il gas tetraidruro di silicio (silano) o l'acido fluoridrico, la ricerca del team NDSU utilizza una forma liquida di silicio per produrre le minuscole particelle a temperatura ambiente utilizzando componenti relativamente benigni.

Il gruppo, guidato da Erik Hobbie, professore di fisica, rivestimenti e materiali polimerici, e direttore del corso di laurea in materiali e nanotecnologie presso NDSU, si basava sulle scoperte del Distinguished Professor di Chimica della NDSU Philip Boudjouk, che ha sviluppato il precursore liquido (cicloesasilano o Si6H12). L'allievo NDSU Todd Pringle è stato il ricercatore capo del progetto. Pringle è il presidente di Lumacept Inc., un'azienda che produce l'unico rivestimento disponibile progettato per riflettere la luce ultravioletta che uccide i germi, chiamato UV-C. Lumacept sta attualmente aiutando gli operatori sanitari a decontaminare e riutilizzare i propri dispositivi di protezione individuale.

"Questo approccio ha il potenziale per portare la produzione di questi materiali a un nuovo livello di qualità e scala, " Hobbie dice. "Credo che questo sia il miglior lavoro in cui sono stato coinvolto nella mia carriera e sono molto orgoglioso che sia stato fatto alla NDSU." Il lavoro è stato sostenuto dalla National Science Foundation.

Il loro documento di ricerca "Bright Silicon Nanocrystals from a Liquid Precursor:Quasi-Direct Recombination with High Quantum Yield" è stato pubblicato dall'American Chemical Society nella rivista di aprile 2020 ACS Nano .