Výzkumníkům z japonského RIKENu a dalších vědeckých institucí se podařilo vytvořit supermřížku polovodičových kvantových teček, které mají vlastnosti kovu.
Polovodičové kvantové tečky se dnes díky svým speciálním optickým vlastnostem používají např. v solárních článcích, kde mohou zlepšit účinnost přeměny energie, dále v biologickém zobrazování, v displejích a v kvantové výpočetní technice, kde lze využít jejich schopnost zachycovat jednotlivé elektrony a manipulovat s nimi.
Přimět polovodičové kvantové tečky, aby účinně vedly elektrický proud, však dosud představuje velkou výzvou, která brání jejich plnému využití. Překonat toto omezení by umožnilo např. vyrábět displeje s kvantovými tečkami, které by byly jasnější a zároveň spotřebovávaly méně energie než současná zařízení.
Autoři nové studie uvádějí, že se jim podařilo vytvořit supermřížku z koloidních kvantových teček ze sulfidu olovnatého (PbS). Celá struktura se pak z hlediska elektrické vodivosti chová jako kov, vodivost se zvýšila oproti současným displejům z kvantových teček asi milionkrát. Klíčem k tomu bylo dokázat propojit jednotlivé kvantové tečky přímo, nikoliv přes spojnice z dalších látek, a dále při tom přesně řídit orientaci jednotlivých teček. Změna vodivosti přitom údajně neovlivnila základní funkcionalitu teček v oblasti optiky.
„Kromě vylepšení současných zařízení by to mohlo vést k novým aplikacím, jako jsou zařízení s přímou elektroluminiscencí všech kvantových teček, elektricky poháněné lasery, termoelektrická zařízení a vysoce citlivé detektory a senzory,“ uvedl vedoucí výzkumného týmu Satria Zulkarnaen Bisri z RIKENu.
Enabling Metallic Behaviour in Two-Dimensional Superlattice of Semiconductor Colloidal Quantum Dots, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38216-y
Zdroj: RIKEN / Phys.org
