رفع چالش‌های ساخت؛

الهام از رفتار قطرات قهوه در ساخت پیکسل‌های نقطه کوانتومی

برای ساخت پیکسل‌های موجود در نمایشگر‌ها با استفاده از نقاط کوانتومی چالش‌هایی وجود دارد و به تازگی محققان با الهام از رفتار قطرات قهوه، روشی ارائه کردند که با قیمت بسیار کم می‌توان این پیکسل‌ها را ساخت.

کد خبر: ۹۸۲۳۹۱

چهارشنبه - ۱۷ آذر ۱۴۰۰ / December 08, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، اگر قهوه ریخته شده بلافاصله تمیز نشود، لکه‌ای باقی می‌ماند که لبه‌های آن تیره‌تر از بقیه است. به این پدیده اثر حلقه قهوه می‌گویند. با استفاده از این اصل، تیم تحقیقاتی POSTECH به رهبری پروفسور جانساک رونی، از گروه مهندسی مکانیک و مهندسی شیمی، اخیراً روش جدیدی را برای چیدمان نقاط کوانتومی (QD) که بلور‌های نیمه هادی در اندازه نانو هستند، توسعه داده‌اند. این روش ساده جدید، توسعه پنل‌های صفحه نمایش با وضوح ۲۰ برابر بیشتر از پنل‌های معمولی را تسهیل می‌کند.

جانساک رونی یک آرایه از نقاط کوانتومی را با استفاده از پدیده‌ای که هنگام تبخیر سوسپانسیون رخ می‌دهد، ایجاد کرد. سوسپانسیون به مایعی اطلاق می‌شود که در آن ذرات جامد مانند شن، جوهر یا رنگ در آن پراکنده و معلق هستند.

نقاط کوانتومی که اندازه‌هایی در حد نانومتر دارند، جریان سیال را به خوبی دنبال می‌کنند. از آنجایی که لکه‌های قهوه زمانی که قطرات در کنار فنجان می‌ریزند باقی می‌مانند، زمانی که سوسپانسیون حاوی نقاط کوانتومی تبخیر می‌شود، ذرات به‌طور خودکار در مناطق خاصی مانند لبه قطرات مایع، به‌دلیل جریان مویرگی جمع می‌شوند.

تلاش‌های زیادی برای استفاده از این ویژگی انجام شده است، اما رسیدن به روشنایی مناسب برای ساخت نمایشگر دشوار است. هزینه تولید نیز بالا بوده، زیرا نقاط کوانتومی مستقیم روی بستر با استفاده از تجهیزات گران‌قیمت چاپ می‌شدند.

برای غلبه بر این محدودیت، محققان نقاط کوانتومی را به شکل پیکسل‌های بسیار کوچک در طول فرآیند تبخیر سوسپانسیون با استفاده از ساختار V شکل مرتب کردند. هنگامی که مایع بیرون ریخته و تبخیر می‌شود، نقاط کوانتومی به سمت نوک‌های داخلی V شکل حرکت می‌کنند و در آنجا جمع می‌شوند.

نتایج نشان داد که روشنایی پیکسل‌های نقاط کوانتومی تولید شده به این ترتیب ۲۰ برابر روشن‌تر از گروه کنترل بود و نرخ یکنواختی بالاتر از ۹۸ درصد را نشان داد.

پروفسور جانساک رونی می‌گوید: «اخیراً، صنعت لوازم خانگی از نقاط کوانتومی در فیلتر‌های رنگی در تلویزیون‌ها برای تصاویر روشن و طبیعی استفاده می‌کند. با استفاده از روش آرایه پیکسل نقاط کوانتومی توسعه یافته در این مطالعه، پیکسل‌های نقاط کوانتومی روشن با پاشش ساده سوسپانسیون بدون تجهیزات گران قیمت ایجاد می‌شوند و در نتیجه هزینه‌های تولید کاهش می‌یابد.»