Kvanttipisteitä, polymeerejä ja topologiaa

Korealaisen Daegu Gyeongbuk -tiede- ja teknologiainstituuttin (DKIST) professori Jiwoong Yang vetämä tutkimusryhmä on kehittänyt seuraavan sukupolven näyttöydinmateriaalin, jolla on erinomainen venyvyys ja ylivoimainen värintoisto.

Tiimi kehitti tehokkaan värimuunnoskerroksen, joka on joustavampi ja eloisampi kuin perinteiset värit. Tätä kerrosta sovellettiin onnistuneesti venyvän mikrolednäytön kehitykseen.

Värinmuunnoskerros tarjoaa korkean värien toistettavuuden säilyttäen samalla suorituskyvyn jopa yli 50 %:n venytyksen jälkeen. Yhdistämällä tämän materiaalin mikroledmatriisiin he kehittivät onnistuneesti venyvän mikrolednäytön, joka pystyy reaaliaikaiseen paineenmittaukseen.

Kvanttipisteet ovat nanometrin kokoisia materiaaleja, jotka pystyvät tuottamaan eloisia värientoistoja ja joita on viime aikoina käytetty laajalti teräväpiirtonäytöissä. Joustavissa näytöissä käytettävien polymeerien kanssa sekoitettuna esiintyy kuitenkin ongelmia, kuten hiukkasten kokkaroitumista ja värien leviämistä, mikä rajoittaa niiden kaupallistamista.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi professori Yangin tiimi kiinnitti uusia molekyylejä ympäristöystävällisten kvanttipisteiden pintaan muodostaen ristisilloitusverkon, joka yhdistää ne kemiallisesti venyviin polymeereihin ja siten voitti nämä haasteet.

Tutkimusryhmä integroi tämän värinmuunnoskerroksen myös mikro-LEDeihin täysin toimivan, täysvärisen ja venyvän näytön toteuttamiseksi ja osoitti sen käytännön soveltuvuuden soveltamalla sitä robotti-ihoon ja puettaviin terveydenhuollon seuranta-antureihin.

Beijing Academy of Quantum Information Sciencesin (BAQIS) kvanttifotoniikkaryhmä, jota johtaa johtava tutkija Dr. Zhiliang Yuan ja joka tekee yhteistyötä Institute of Semiconductors CAS:n kanssa, on äskettäin raportoinut topologiseen bulkki onteloon perustuvasta yksittäisen fotonin lähteestä, jolla saavutetaan korkea uuttotehokkuus ja vankka kvanttipisteen ja ontelon vuorovaikutus epäsäännöllisilläkin onteloiden reunoilla.

Topologinen fotoniikka tarjoaa mahdollisuuden kehittää kvanttivalonlähteitä, joilla on luonnostaan kyky kestää rakenteellisia häiriöitä.

Tässä työssä hyödynnämme ensimmäistä kertaa pystysuuntaista topologista bulkkitilaa parantaaksemme yksittäisen puolijohdekvanttipisteen (QD) valonsäteilyä. Epäsäännöllistä Q-muotoista onteloa käytetään topologisen kestävyyden saavuttamiseksi. Optimoitu ontelorakenne, joka on integroitu heijastimeen, ennustaa jopa 92 %:n yksittäisten fotonien irrotustehokkuuden.

 Tuloksemme tarjoavat uuden lähestymistavan topologisesti suojattujen kvanttivalonlähteiden kehittämiseen, joilla on korkea uuttotehokkuus ja vankka kvanttipiste-ontelovuorovaikutus epäsäännöllisillä onteloiden reunoilla.

Aiheesta aiemmin:

Uusi tekniikka parantaa monifotonisen tilan muodostumista

Kvanttipisteisiä aurinkosähkökennoja

Grafeenin kvanttipisteet magneettikenttäantureina