产生白光的量子点可以是灯泡’s successor

采取产生强烈的蓝光的LED。用薄的特殊微观珠涂层,称为量子点。你有什么可能成为尊敬的灯泡的继任者。

所得到的混合LED释放出暖白光,略带黄色,类似于白炽灯的铸造。

到目前为止,Quantum点主要是已知的,其能够通过改变各自纳米晶体的尺寸来制造十几种不同颜色的光:一种特别适合于生物医学应用中荧光标记的能力。但Vanderbilt大学的化学家发现了一种使量子点自发地产生广谱白光的方法。事故发生的报告显示,偶然发生在美国化学学会杂志18年10月18日在线发表的“来自魔法镉硒化纳米纳米纳米纳米纳米纳米纳米纳米纳米纳米纳米纳米纳米米晶”的沟通。

在过去几年中,LED(发光二极管的短片)已经开始在许多利基应用中替换白炽灯和荧光灯。虽然这些固态灯已经用于消费电子产品的数十年,但最近的技术进步使他们能够分布在建筑照明,红绿灯,手电筒和阅读灯等地区。虽然它们比普通灯更昂贵,但它们能够产生大约两倍的瓦特的两倍作为白炽灯泡;只要60瓦灯泡,它们持续高达50,000小时或50倍;而且,他们非常艰难,难以破裂。因为它们以类似于电脑芯片的方式制造,所以LED的成本已经稳步下降。能源部估计,LED照明可以减少5222%的灯光能耗为29%,使该国民处于该过程中约为1.25亿美元。

直到1993年LED只能产生红色,绿色和黄灯。但随后日本的Nichia Chemical弄清楚如何生产蓝色LED。通过将蓝色LED与红色和绿色LED结合起来 - 或向蓝色LED添加黄色磷光体 - 制造商能够创建白光,打开了许多新应用。然而,这些LED倾向于产生具有凉爽,蓝色的白光。

相比之下,白光量子点在可见光谱中产生更平滑的波长分布,略微温暖,略微温暖,迈克尔鲍德·鲍尔斯,迈克尔鲍尔斯,迈克尔鲍尔斯,他们制造量子点的研究生并发现了他们不寻常的财产。结果,由量子点产生的光看起来更差点在于市场上的“全谱”读数灯,其市场产生比正常荧光管或灯泡更接近阳光的光谱。当然,与白光LED一样的量子点具有不同于灯泡的大量无形红外辐射的优点。这种看不见的辐射产生大量的热量,并且很大程度上占灯泡的低能量效率。

鲍德斯在化学桑德拉罗森山副教授的实验室工作。意外发现是他的一位同事,博士后学生和电子显微镜詹姆斯·麦克布莱德的要求,他们对量子点的增长感兴趣。他认为小型小点的结构可以为他提供新的见解进入增长过程,因此他要求鞠躬使他成为他可以学习的一批小型量子点。

“我让他一批,他回到了我身边,问我是否可以更小,”鲍德斯说。所以他制作了第二批甚至更小的纳米晶体。但是,麦克布莱德再一次让他稍微少吃。所以鞠躬批发了他知道如何制作的最小量子点。事实证明,这些是镉和硒的晶体,其含有33或34对原子,其恰好是晶体优先形成的“魔法尺寸”。结果,即使它们小于正常量子点的大小的一半,魔法尺寸的量子点也相对容易。

在培养批量批量后,他将含有纳米晶体的溶液泵入小玻璃电池中,并用激光照射它。 “当一张白光覆盖桌子时,我很惊讶,”鲍德说。 “量子点应该发出蓝光,而是他们正在发出美丽的白色发光。”

“这对此的令人兴奋的是,它是一种纳米科学现象,”罗森哈尔评论。在较大的纳米晶体中产生窄光谱带中的光,光源源自晶体的中心。但是,随着晶体的尺寸缩小到魔法尺寸,光发射区域似乎移动到晶体的表面并扩大到全谱中。

实验室中的另一名学生在他的父母的夏季机舱工作时,在薄膜研究中使用聚氨酯木材完成的想法。他甚至带来了一些迷你瓦克斯的实验室。这使得鞠躬将魔法尺寸的量子点与聚氨酯混合并涂覆LED的想法。结果有点粗糙,但证明了魔法尺寸的量子点可用于制造白光源。

Vanderbilt研究人员是第一个报告制作自发发射白光的量子点,但它们不是第一个使用量子点来报告以产生混合的白光LED。另一份报告 - 由苏格兰圣安德鲁大学的一组群体,一个由桑迪亚国家实验室中的一组,描述通过添加与微小晶体相互作用以产生白光光谱的额外化合物来实现这种效果。相比之下,魔法尺寸量子点产生白光而无需任何额外的化学处理:全谱发射是一种内在效果。

范德比尔特方法与其他人之间的一个差异是他们用于制作量子点的过程,鲍德观察。他们使用综合方法,需要一周时间和一个月完成;而Vanderbilt方法需要不到一小时。

根据Rosenthal的说法,第二个重要差异是,使用魔术大小的量子点应该更容易地制作“电致发光器件” - 直接通过电力提供动力的光源 - 因为它们可以与更广泛的选择一起使用结合化合物而不影响其排放特性。其他研究组报道刺激量子点通过施加电流来产生光。当然,那些产生彩色光线。因此,Rosenthal列表顶部的一个项目是用魔法大小的纳米晶体复制,看看它们是否会在电刺激时产生白光。

使用主要使用机械工艺用金属和玻璃制成的灯泡。目前的LED是使用在过去50年中开发的半导体制造技术进行的。但是,如果量子点接近焊接,它可以将照明生产转化为主要化学过程。这种基本的变化可以开辟各种新的可能性,例如通过将其涂覆与能够在不同色调的彩虹中产生光线的发光涂料来将几乎任何物体涂成光源。

来自范德比尔特大学



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