Ученые разработали синтез "зеленых" квантовых точек из доступных материалов

22-08-2025: UEFIMA.RU:  Российские ученые из МФТИ совершили важный шаг в производстве экологически чистых квантовых точек. Они разработали новый, отечественный метод создания этих наноматериалов, обладающих уникальными свойствами.

Квантовые точки, крошечные полупроводники, активно используются благодаря их способности поглощать и переизлучать свет, сообщает ТАСС.

Квантовые точки – это крошечные полупроводниковые частицы, настолько маленькие, что их свойства определяются не только химическим составом, но и размерами и формой.

Их размеры подбираются таким образом, что квантовая точка начинает вести себя подобно атому: она может поглощать свет определённой длины волны и переизлучать его на другой длине волны, или преобразовывать световую энергию в другие виды энергии (например, электрическую).

Это уникальное свойство, подобное поведению настоящих атомов, было впервые обнаружено и исследовано советскими учёными, ещё в 1980-х годах.

В основе этого явления лежит квантово-механическое ограничение электронов внутри наночастицы, что приводит к дискретным энергетическим уровням, аналогичным уровням энергии в атоме.

Из-за этого квантовые точки могут взаимодействовать со светом очень специфическим образом, поглощая и испуская фотоны только определённых энергий (и, следовательно, цветов, что делает их перспективными материалами для множества применений, например, в светодиодах, солнечных батареях и медицинской визуализации.

Они находят широкое применение в современных технологиях, в частности, в производстве дисплеев для телевизоров, мониторов компьютеров и других высокотехнологичных устройств.

Традиционно их изготавливают из кадмия и селена, что представляет опасность для окружающей среды.

Ученые МФТИ нашли решение этой проблемы, разработав способ получения безопасных квантовых точек на основе соединений меди, индия и серы (CuInS2).

Ключевым моментом стало использование отечественного углеводорода – децена-1 – для растворения серы, что позволило создать полностью российскую технологию.

В результате были получены наночастицы CuInS2 в форме усеченных пирамид, способные взаимодействовать со светом.

Хотя их эффективность пока ниже, чем у кадмий-селеновых аналогов, они представляют большой интерес для использования в фотодетекторах и гибридных устройствах.

Эта разработка открывает перспективы для снижения стоимости производства, повышения экологической безопасности и укрепления технологической независимости России в области наноматериалов.