Ученые из Московского физико-технического института и Института проблем химической физики РАН предложили простой и удобный способ получения квантовых точек определенного размера с помощью химического старения (устойчивого изменения характеристик во времени). Это поможет физикам-экспериментаторам гораздо проще, легче и дешевле получать квантовые точки необходимого размера. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Today Chemistry.

Коллоидные квантовые точки — наноразмерные кристаллы, свойства которых (частота поглощаемых или испускаемых электромагнитных волн) зависят от размера. Они применяются для изготовления солнечных батарей, телевизоров, пожарных детекторов.

Исследователи из лаборатории фотоники квантово-размерных структур МФТИ занимаются коллоидными квантовыми точками сульфида свинца. Стандартный процесс их синтеза сложный и дорогой, а кроме того, не позволяет получать точку абсолютно любого размера.

«Если физикам нужны были квантовые точки, а у них не было своего оборудования для их получения, им раньше приходилось раскошеливаться на заказной синтез или заказ из зарубежных каталогов. К тому же не все размеры точек можно купить или заказать. Мы искали способ, который позволил бы максимально просто и дешево, без дополнительного оборудования и специальных навыков получать квантовые точки сульфида свинца необходимого размера и, следовательно, необходимых свойств», — рассказывает один из авторов работы Иван Шуклов.

Экспериментируя с различными веществами, исследователи обнаружили, что в присутствии смеси олеиновой кислоты и олеиламина спектр квантовых точек меняется. Дальнейшее исследование с помощью электронной микроскопии показало, что в присутствии этой смеси стандартный синтез идет в обратном направлении. Атомы серы и свинца уходят назад в раствор, а квантовые точки «стареют» и становятся меньше. При этом сохраняется их распределение по размерам. Таким образом, можно получить такие же квантовые точки, как до воздействия смеси, только меньше.

Теперь экспериментаторы, имея квантовые точки размером 10 нм, могут состарить их до 8 нм, потом до 6 и так далее. При этом их поглощение изменится от 2 мкм до 1,8 мкм при первом старении и до 1,5 мкм при втором. Результаты работы позволят физикам, у которых из специального оборудования только пробирки, получать из одного имеющегося образца разные образцы этих коллоидных квантовых точек разных размеров.