Araştırmacılar, selenyum ve kadmiyum metallerini moleküler belirteçleri olarak kullanan ve geniş tabanlı olarak kullanılmakta olan ‘kuantum noktaları’nın yapımında yer alan mekanizmaların açıklayan yeni bir yazı yayınladılar.
Önemli optik ve elektronik özelliklere sahip, kristalimsi, nano ölçekte yarı iletkenlerden oluşan kuantum noktaları üretiliyor 30 yıldan uzun bir süreden beri.
Bu kuantum noktaları örneğin renk zenginliğinin sağlanması için televizyon setlerinde kullanılıyorlar. Bununla birlikte entegre devreler, güneş pilleri, bilgisayar, tıbbi görüntüleme ve mürekkepli yazıcılar gibi diğer bir çok alanda da uygulanmaları için çalışmalar halen yürütülüyor.
Fakat kuantum nokta sentezi büyük oranda deneme yanılma yöntemiyle gerçekleşmişti. Zira bazıları yüksek oranda zehirli olan kuantum noktalarının yapımında yer alan kimyasalların, nanopartikül oluşumunu sağlamak için nasıl bir etkileşimde bulundukları konusunda çok az bilgiye sahibiz. Yeni yayınlanan bu çalışma ise, kuantum noktası formasyonu süreci hakkında daha fazla bilgiyi açığa çıkarabilecek nitelikte.
Tuhaftır ki bu çalışma ekibi aynı zamanda bu çalışmada kullanılan daha güvenli ve daha kontrol edilebilir bileşiklerin işlem sürecinde bir noktadan sonra 30 yıl önce ilk kuantum nokta üretiminde kullanılan aynı yüksek oranda zehirli bileşiklere ayrıştığını keşfetti.
“Yapmış olduğumuz keşifle asıl itibariyle geleceğe dönüş yapmış olduk” diyor Rochester Üniversitesi kimya bölümü başkanı ve profesörü olan Todd Krauss.
“Leah’ın keşfettiği şey, şu anda kullandığımız bileşiklerin, kuantum noktası sentezi reaksiyonu esnasında on yıllardır açığa çıkmasını önlemeye çalıştığımız kimyasallara dönüşerek, kuantum noktası oluşturdukları gerçeğiydi” diyor.
Krauss, elde edilen bulguların temel bir keşfi oluşturduğunu, bu keşfin potansiyel olarak:
1. Endüstriyel uygulamaların gecikmesine neden olan tutarsızlık ve yeniden üretime engel olan kadmiyum/selenyum kuantum noktalarının üretiminde başvurulan tahmine yönelik çalışmaların büyük bölümüne olan ihtiyacı ortadan kaldırabilecek
2. Büyük ölçekli kuantum noktası sentezi üzerinde çalışmalar yapan araştırmacı ve firmaları, dünyanın en tehlikeli kimyasalları olan hidrojen selenit ve kadmiyum akil karışımlarının hala sentez işleminin bir parçası olarak gizlenmeye devam ettikleri konusunda uyaracak.
3. Yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen geniş çaplı kuantum noktası reaksiyonlarında kullanılan fosfinlerin kimyasal davranışlarını açıklamaya yardımcı olabilecek.
Yarı iletken yığınlarıyla tekil moleküller arasında bir özellik gösteren kuantum noktaları, son derece ilginç malzemeler çünkü yüksek oranda ayarlanabilir özelliklere sahipler. Örneğin, büyük kuantum noktaları daha uzun dalga boyları yayınlayarak kırmızı e portakal rengi üretirler. Küçük noktalar ise daha küçük dalga boyları yayınlayarak mavi ve yeşil renk oluşumuna neden olurlar. Bununla birlikte özel renkler ve büyüklükler, kuantum noktasının bileşim içeriğine göre değişkenlik göstermektedir.
Krauss diyor ki: “Sıcaklığı değiştirirsiniz, tepkimeyi başlatıcı konsantrasyon oranlarını değiştirirsiniz, şişenin hacmini değiştirirsiniz, çözücüyü değiştirirsiniz e sonunda yüksek kaliteli noktalar üreten doğru kombinasyon faktörlerini bulursunuz.”
Mevcut sentetik yaklaşımları, bir ses sistemi üzerinde sinüs dalgaları hakkında derin bilgi sahibi olmadan tiz ve bas topuzlarını ayarlayan amatör ses meraklılarına benzeten Krauss:
“İşe yarıyor. Fakat bazen bu noktaların nasıl yapıldığını tam olarak kavrama isteğiyle doluyorsunuz. Gelecekteki keşifleri önemli ölçüde daha iyi hale getirmenin yolu da işte budur” diyor.
