Разработан новый метод для улучшения свойств тонких пленок квантовых точек
Физики МФТИ разработали новый высокочувствительный метод отслеживания обмена лигандами в тонких пленках коллоидных квантовых точек селенида ртути — перспективном материале для производства фотодетекторов. Лигандами называются частицы, связанные с другими с помощью донорно-акцепторного взаимодействия.
Результаты работы опубликованы в журнале Nanoscience and Technology. Коллоидные квантовые точки представляют собой полупроводниковые наночастицы размером от нескольких сотен до нескольких тысяч атомов. Они покрыты слоем органических молекул, обычно описываемых как лиганды.
Благодаря своим физическим и оптическим свойствам квантовые точки находятся в центре внимания современных исследований. Они активно применяются в разработке фоточувствительных и фотоэмиссионных устройств, а также биомаркеров. Успешное применение коллоидных квантовых точек, излучающих в видимом диапазоне, в дисплеях, инициировало изучение их для применения в инфракрасной части спектрального диапазона.
На рынок уже выпустили новые SWIR-камеры на основе коллоидных квантовых точек сульфида свинца. Также большой интерес представляют и новые биомаркеры, поскольку коллоидные квантовые точки имеют эмиссию, намного превышающую показатели классических органических красителей.
В то же время влияние и эффективность обмена лигандами на оптические свойства тонких пленок мало изучены. Ученые МФТИ, изучая процесс обмена, разработали новый подход его отслеживания с помощью ИК-Фурье спектроскопии. До настоящего момента большинство исследований пленок были сосредоточены на фотоэлектрических свойствах. Новый разработанный метод позволяет сравнить эффективность обмена лигандов, а также скорость реакции обмена. Самая высокая доля замещения олеата — 95% — наблюдалась у 1,4-димеркаптобензола.
«Наша работа посвящена исследованию замещения лигандов в тонких слоях коллоидных квантовых точек селенида ртути HgSe. В ходе исследований нам удалось довести до совершенства один перспективный метод отслеживания замены. Зачем это нужно? Это позволяет создать современные приборы с более совершенными свойствами. Например, фотосенсоров для ИК диапазона. Благодаря нашему способу мы можем отслеживать, насколько хорошо заместились лиганды в пленках создаваемых наноматериалов», — рассказал об исследовании Иван Шуклов, старший научный сотрудник центра испытания функциональных материалов Института квантовых технологий МФТИ.
По словам ученого, для создания идеальной фоточувствительной пленки нужно пройти две стадии. В первой необходимо получить квантовые точки изначально в виде коллоидного раствора с хорошим распределением. Для этого необходимы длинноцепочечные лиганды. Вторая стадия — сделать из них проводящую пленку. При этом начальные длинноцепочечные лиганды меняются на короткоцепочечные.
«Наша разработка позволяет отслеживать скорости замены. Потому что в большинстве работ все сконцентрированы на простом качественном результате — получить тонкую пленку коллоидных квантовых точек. Но необходимо достичь и высоких качественных показателей. Установить, проводит или не проводит данная пленка, чувствует или не чувствует свет.
А мы можем с помощью нашей модели на приставке с очень высокой чувствительностью отслеживать скорость процесса замены и установить, насколько эффективно заменились лиганды. Этот сложный процесс и определяет во многом будущие свойства нанопленки. Например, часто используются замены на галогениды. При этом выяснилось, что процент замены первоначальных лигандов очень низкий. И в итоге очень много остается исходных — длинноцепочечных. Это приводит к сниженной чувствительности и проводимости», — подчеркнул Иван Шуклов.
Эффективность устройств зависит от состава оболочек нанокристаллов в тонких пленках. Для получения лучших показателей ученые разработали и протестировали новый чувствительный метод. Несколько неорганических и органических лигандов были протестированы при их обмене в оболочке в спиртах и ацетонитриле. Разработанный метод и полученные результаты являются важным шагом для получения тонких пленок ККТ HgSe с заданным составом и устройств на их основе. Например, было установлено, что многие системы лиганд-растворитель не вызывают конверсии более 50% даже через 30 минут.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно