Language
Country/Area
No result found
Kecemerlangan titik-titik kuantum: Mengapa warnanya berubah seiring ukurannya?
Titik kuantum (QD) adalah nanokristal semikonduktor dengan dimensi antara beberapa nanometer, dan sifat optik dan elektroniknya berbeda dari partikel yang lebih besar karena efek mekanika kuantum Topik penting dalam ilmu material saat titik kuantum mengalami warna ungu Setelah penyinaran cahaya eksternal, elektron dalam titik kuantum dapat tereksitasi ke keadaan energi yang lebih tinggi Pita valensi, yang melepaskan energinya dan memancarkannya dalam bentuk cahaya, disebut fenomena fotoluminesensi.
Warna cahaya bergantung pada perbedaan tingkat energi diskrit antara pita konduksi dan pita valensi titik kuantum
Perubahan warna titik kuantum terkait erat dengan ukurannya. Secara umum, titik kuantum dengan diameter 5 hingga 6 nanometer memancarkan cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang, yang biasanya berwarna jingga atau merah, dan kuantum dengan diameter 2 hingga 3 nanometer. Titik-titik tersebut memancarkan panjang gelombang cahaya yang lebih pendek, seperti biru dan hijau. Akan tetapi, perubahan warna-warna tertentu juga dipengaruhi oleh komposisi titik-titik kuantum yang tepat.
Karakteristik titik kuantum berada di antara semikonduktor besar dan atom independen, dan sifat optoelektroniknya berubah seiring perubahan ukuran dan bentuk
Dengan kemajuan teknologi, titik kuantum telah menunjukkan potensinya dalam banyak aplikasi, termasuk transistor elektron tunggal, sel surya, dioda pemancar cahaya (LED), laser, sumber foton tunggal, pembangkit harmonik sekunder, komputasi kuantum, penelitian biologi sel, mikroskopi, dan pencitraan medis. Selain itu, karena ukuran titik kuantum yang sangat kecil, beberapa bahkan dapat tersuspensi dalam larutan, yang menciptakan potensi untuk aplikasi dalam pencetakan inkjet dan pelapisan putar. Meskipun demikian, teknik struktur inti/kulit juga penting dalam hal peningkatan efisiensi pendaran cahaya QD. QD sering dilapisi dengan ligan organik dengan rantai hidrokarbon panjang untuk mengendalikan pertumbuhan, menghindari agregasi, dan mendorong dispersi dalam larutan. Namun, pelapis organik ini dapat menyebabkan fenomena "rekombinasi non-radiatif" dari emisi foton, yang mengurangi hasil kuantum cahaya.
Titik-titik kuantum dengan struktur inti/bivalvia dapat meningkatkan panjang gelombang emisi fotoluminesensi dengan menyesuaikan ketebalan setiap lapisan serta ukuran keseluruhan titik-titik kuantum
Saat ini terdapat berbagai metode untuk menyiapkan titik-titik kuantum, di antaranya sintesis koloid, perakitan mandiri, dan gating listrik. Prekursor mengalami depolimerisasi dan menghasilkan nanokristal.
Namun, persiapan titik kuantum tidak terbatas pada sintesis koloid, tetapi juga dapat diproduksi dengan metode fase gas seperti sintesis plasma. Proses ini tidak hanya memungkinkan kita untuk mengontrol ukuran, bentuk, dan komposisi titik kuantum secara tepat, tetapi juga memasukkan elemen doping ke dalam proses, sehingga meningkatkan kinerja.
Dengan kemajuan teknologi manufaktur titik kuantum, yang diharapkan akan lebih banyak digunakan dalam barang-barang konsumen di masa depan, bagaimana cara memastikan keamanan bahan-bahan ini dalam hal perlindungan lingkungan dan kesehatan
Dalam masyarakat saat ini, dengan penekanan pada perlindungan lingkungan, banyak wilayah telah memberlakukan pembatasan pada zat-zat yang menggunakan logam berat, yang juga menyebabkan dampak dari banyak aplikasi titik kuantum tradisional. Oleh karena itu, banyak perusahaan dan lembaga penelitian berupaya mengembangkan bahan titik kuantum yang bebas logam berat, bahan-bahan tersebut tidak hanya memiliki sifat luminescent yang terang, tetapi juga menghindari potensi bahaya bagi kesehatan dan lingkungan dari logam berat tradisional.
Singkatnya, titik kuantum secara bertahap menjadi topik penting dalam komunitas teknologi karena karakteristik optiknya yang unik, menunjukkan potensi aplikasi yang besar baik dalam LED biru, pencitraan medis, atau kemajuan komputasi kuantum. Kita dapat menantikan aplikasi yang lebih luas di masa mendatang, tetapi juga harus menghadapi masalah keamanan bahan-bahan ini. Apakah kita siap menghadapi tantangan ini?
