به لطف شیمیدانان MIT، نقاط کوانتومی چشمک نمی‌زنند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، استفاده از ساطع‌کننده‌های نور کوچک برای تصویربرداری زیستی یا فوتونیک کوانتومی به‌دلیل چشمک‌زدن‌های نامنظم با مشکل روبرو بوده که این چالش به تازگی با یک رویکرد جدید در موسسه فناوری ماساچوست حل شده است.

نقاط کوانتومی که برای اولین بار در دهه ۱۹۹۰ کشف شدند، کاربرد‌های گسترده‌ای دارند، اما شاید این نقاط کوانتومی بیشتر به دلیل تولید رنگ‌های متنوع در تلویزیون‌ها شناخته شده باشند.

با این حال، پیشرفت در برخی از کاربرد‌های بالقوه، مانند ردیابی مسیر‌های بیوشیمیایی دارو در تعامل با سلول‌های زنده، به دلیل یک ویژگی به ظاهر غیرقابل کنترل با مشکل مواجه شده است: تمایل به چشمک زدن در فواصل زمانی تصادفی.

هنگامی که از نقاط کوانتومی به طور عمده در جا‌هایی مانند صفحه نمایش تلویزیون، استفاده می‌شود این چشمک‌زدن‌های نامنظم مشکلی نیست، اما در کاربرد‌های دقیق می‌تواند یک نقطه ضعف قابل توجه باشد.

اکنون، گروهی از شیمیدانان روشی ابداع کرده‌اند که بدون تغییر در فرمولاسیون یا فرآیند تولید، چشمک‌زدن‌های نامنظم و ناخواسته را از بین می‌برند.

چشمک زدن نقطه کوانتومی با تابش یک پرتو نور لیزر مادون قرمز میانی برای یک لحظه بی نهایت کوچک – چند تریلیونم ثانیه – از بین می‌رود.

دانشجویان دکتری جیائوجیان شی، ویوی سان، و هندریک اوتزات، اساتید شیمی، کیت نلسون و مونگی باوندی، و پنج نفر دیگر در موسسه فناوری ماساچوست، این روش جدید را ابداع و نتایج آن را در قالب مقاله‌ای در مجله Nature Nanotechnology به چاپ رساندند.

نقاط کوانتومی ذراتی به اندازه نانومتر هستند که از یک ماده نیمه رسانا با باندگپ‌های بین سطوح انرژی الکترون‌ها ساخته شده‌اند. الکترون‌های موجود در چنین موادی وقتی در معرض نور قرار می‌گیرند، می‌توانند به باند انرژی بالاتری بپرند. هنگامی که آن‌ها به سطح قبلی خود باز می‌گردند، انرژی به شکل یک فوتون، یک ذره نور آزاد می‌شود.

برای تنظیم دقیق فرکانس این نور که رنگ آن را تعیین می‌کند، می‌توان از شکل و ابعاد نقاط استفاده کرد. از نقاط کوانتومی می‌توان به‌عنوان سلول‌های خورشیدی، ترانزیستور، لیزر و دستگاه‌های اطلاعات کوانتومی استفاده کرد. اثر چشمک زن اولین بار در دهه ۱۹۹۰، اندکی پس از اختراع نقاط کوانتومی، مشاهده شد.