p Uma melhor compreensão da ciência que sustenta técnicas bem conhecidas para o desenvolvimento de pontos quânticos - minúsculos nanocristais semicondutores - pode ajudar a reduzir as suposições das práticas atuais à medida que os cientistas de materiais os usam para fazer melhores painéis solares e monitores digitais. p Apenas bilionésimos de um metro de diâmetro, pontos quânticos são rotineiramente preparados em solução e revestidos ou pulverizados como uma tinta para criar um filme fino condutor de eletricidade que é usado para fazer dispositivos. "Mas encontrar a melhor maneira de fazer isso foi uma questão de tentativa e erro, "diz o cientista material Ahmad R. Kirmani. Agora, com colegas da KAUST e da Universidade de Toronto, Canadá, ele revelou por que certas técnicas conhecidas podem melhorar dramaticamente o desempenho do filme.

p Os pontos quânticos absorvem e emitem diferentes comprimentos de onda de luz, dependendo de seu tamanho. Isso significa que eles podem ser ajustados para serem absorvedores altamente eficientes em painéis solares, ou para emitir cores diferentes para uma tela, apenas tornando os cristais maiores ou menores.

p Os pontos normalmente crescem a partir de chumbo e enxofre em solução. Como as propriedades dos pontos dependem de seu tamanho, seu crescimento deve ser interrompido no ponto certo, o que é feito pela adição de moléculas especiais para limitar seu crescimento. Os engenheiros costumam usar moléculas de ácido oleico, cada um com 18 átomos de carbono, que se fixam na superfície do cristal, como cabelos, bloqueando o crescimento.

p Isso cria uma solução de pontos adequada para revestimento para criar um filme. Ainda, este filme não é bom para conduzir eletricidade porque as longas moléculas de ácido dificultam o fluxo de elétrons entre os nanocristais. Portanto, os engenheiros adicionam moléculas mais curtas. Esses "ligantes" têm apenas cerca de dois átomos de carbono por molécula. Os ligantes substituem as moléculas de cobertura longa, aumentando a condutância. "O método tem sido usado há algumas décadas, mas ninguém investigou exatamente o que acontece, "diz Kirmani.

p Descobrir, A equipe de Kirmani usou uma microbalança para monitorar a troca de ácido oleico por ligantes durante a transição. Eles mediram o espaçamento entre os pontos espalhando raios-X deles, e eles também registraram a mudança de espessura do filme, densidade e características de absorção óptica.

p Em vez de ver uma mudança suave nas propriedades do filme, eles viram um salto repentino - marcando uma transição de fase. Quando quase todas as moléculas de ácido foram deslocadas por ligantes, os pontos se aproximam abruptamente, e a condutividade aumenta.

p Kirmani espera que outras equipes sejam inspiradas a investigar mais, possivelmente interrompendo o processo de transição em algum lugar no meio do caminho e introduzindo várias moléculas na superfície do ponto para ver quais novos recursos emergem. “Há muito potencial em levar essa compreensão a novos paradigmas para novas tecnologias, " ele diz.