p Pesquisadores do MIPT e do Instituto RAS de Problemas de Física Química propuseram uma maneira simples e conveniente de obter pontos quânticos de tamanho arbitrário necessários para experimentos físicos via envelhecimento químico. O estudo foi publicado em Materiais Hoje Química . p Os pontos quânticos coloidais são cristais nanométricos cujo tamanho determina a frequência com que eles emitem e absorvem a radiação eletromagnética. Eles são usados ​​em células solares, Aparelhos de TV, sistemas de alarme de incêndio e muito mais.

p O Laboratório MIPT de Fotônica de Nanoestruturas Quânticas conduz pesquisas usando pontos quânticos de sulfeto de chumbo. A abordagem convencional para sua síntese, conhecido como injeção quente, envolve a mistura de dois chamados precursores - compostos contendo chumbo e enxofre - em condições específicas. Este processo é controlado por meio de reagentes e equipamentos especiais para criar pontos quânticos do tamanho desejado. Contudo, a síntese é complexa, caro e não produz pontos de todos os tamanhos necessários.

p "Se um físico precisasse de alguns pontos quânticos, mas não tivesse equipamento para fabricá-los, eles costumavam gastar muito dinheiro para encomendar a síntese ou solicitar os produtos do exterior por meio de um catálogo. E você não pode comprar pontos de tamanho arbitrário, "disse Ivan Shuklov, vice-chefe do Laboratório de Fotônica de Nanoestruturas Quânticas do MIPT. "Então, procuramos uma maneira simples e acessível de obter pontos quânticos de sulfeto de chumbo que não exigisse nenhum equipamento ou habilidade especializada e produzisse pontos de qualquer tamanho e, portanto, precisamente as propriedades necessárias."

p Fazendo experiências com vários compostos, os pesquisadores descobriram que o espectro de pontos quânticos muda na presença de uma mistura de ácido oleico e oleilamina. A microscopia eletrônica permitiu uma visão mais detalhada do que estava acontecendo, mostrando a mistura dos dois produtos químicos para realmente reverter a síntese padrão, fazendo com que os átomos de enxofre e de chumbo retrocedam para a solução, reduzindo gradualmente o tamanho do ponto. Mais importante, a distribuição do tamanho dos pontos permaneceu a mesma. Em outras palavras, você obtém basicamente os mesmos pontos que tinha antes de introduzir a mistura, apenas que eles ficam menores e, portanto, alteram suas propriedades.

p A abordagem padrão para sintetizar pontos quânticos também emprega ácido oleico e oleilamina, mas os produtos químicos são usados ​​em diferentes estágios. É sua aplicação simultânea e interação mútua que permitiu o envelhecimento controlado do cristal. Isso é, a mudança previsível de longo prazo nas propriedades do cristal ao longo do tempo.

p "Propusemos uma solução que permite a um experimentador com pontos quânticos de 10 nanômetros reduzi-los previsivelmente para 8 nanômetros amanhã, a 6 nanômetros no dia seguinte, e assim por diante. De acordo, a frequência de absorção mudará de 2 micrômetros para 1,8 micrômetros na primeira vez e, em seguida, para 1,5 micrômetros, "explicou Vladimir Razumov, o chefe do Laboratório de Fotônica de Nanoestruturas Quânticas do MIPT. "Basicamente, de um lote de pontos quânticos coloidais genéricos, você pode produzi-los com exatamente o tamanho e as propriedades certas para suas necessidades. Com nossa técnica, um físico sem nenhum equipamento especial além de alguns tubos de ensaio pode converter uma amostra de pontos quânticos em qualquer tamanho. Tudo o que precisamos é esperar que os pontos 'envelheçam' até o tamanho apropriado. "