Page 5 - No28

2023. ÉVI KÉMIAI NOBEL-DÍJAK

Kvantumpontok felfedezői

A 2023-as kémiai Nobel-díjat hatásokat produkálnak. CdS kristályok
Moungi G. Bawendi (Massachusetts kolloid oldatát hozta létre, amelyek színe
Institute of Technology (MIT), időben változott a részecskék
átkristályosodása és méretének növekedése
Cambridge), Louis E. Brus, következtében [3].
(Columbia University, New York, Moungi Bawendi oldotta meg a kvantum
NY, USA) és Alexei Ekimov, Louis E. Alexei Moungi G. pontok előállítását reprodukálhatóan a
(Nanocrystals Technology Inc., New Brus Ekimov Bawendi kívánt méretben [4].
York, NY) kapta a fizikai méretükkel molekuláktól, mind a makroszkópikus
hangolható félvezető nanokristályok, anyagoktól. Bár kémiailag nem különböznek ALKALMAZÁSOK
az úgynevezett kvantumpontok makroszkópikus anyagoktól, mégis A kvantum pontok világítják meg a
felfedezéséért és szintézisének tulajdonságaikat nem az összetételük, hanem számítógépek monitorait és a televíziók
kidolgozásáért. a részecskék mérete határozza meg. Így képernyőit a QLED (quantum-dot light-
például a CdSe kvantum pont optikai emitting diodes) technologia alkalmazásával.
Elméletileg hosszabb ideje ismeretes, hogy abszorpciója és emissziója méretétől függően Az LCD képernyőkben a különböző
nano-részecskék mérettől függő kvantum az optikai spektrum teljes szélességére méretű kvantumpontok jellemzően két
hatásokat mutathatnak, de kevesen hitték, ráhangolható. méretűek, az egyik zöldre, a másik pirosra
hogy ez a tudás a gyakorlatban Alexei Ekimov az 1980-as években van optimalizálva és véletlenszerűen vagy
felhasználható. Az idei Nobel-díjasoknak mérettől függő kvantum-hatásokat méretre rendezve vannak elhelyezve.
sikerült olyan apró részecskéket előállítani, demonstrált színes üvegekben, ahol a Ezen felül alkalmazást nyernek orvosi
amelyek tulajdonságait kvantum jelenségek színeket CuCl nano-részecskék hozták létre képalkotó vizsgálatokban is. A jövőben
határozzák meg. A részecskék neve kvantum [1]. Az üveg készítésének időtartamával és hozzájárulhatnak elktronikai
pontok (quantum dots) és nagy jelentőségük hőmérsékletével a CuCl részecskék méretét is felhasználásokhoz: hajlékony elektronikai
van a nanotechnológiában. szabályozni tudta [2]. eszközök, apró érzékelők, vékony napelemek
A kvantum pontok az anyag új családját Louis Brus igazolta, hogy folyadékban és titkosított kvantum-kommunikáció
alkotják, ami különbözik mind a lebegő részecskék mérettől függő kvantum- fejlesztéséhez.

FÉNYLŐ RÉSZECSKÉK OLVASNIVALÓK:
A kvantumpontok 2-10 nm tipikus 1. A. Ekimov, A. A. Onushchenko, V.
átmérőjű félvezető részecskék. Tsekhomskii: Exciton light absorption by
Nevüket onnan kapták, hogy CuCl microcrystals in glass matrix, Sov.
nanoméretű méretükből adódóan Glass Phys. Chem. 1980, 6, 511-512.
a kvantumhatások jelentős 2. V. V. Golubkov, A. Ekimov, A. A.
szerepet játszanak fénykibocsátó Onushchenko, V. Tsekhomskii, Growth
tulajdonságaikban. UV fénnyel kinetics of CuCl microcrystals in a glassy
megvilágítva a kvantumpontban matrix, Fizika i Khimiya Stekla 1980, 7,
lévő elektron magasabb energiájú 397-40.
állapotba gerjeszthető. A félvezető 3. R. Rossetti, J. L. Ellison, J. M. Gibson, L.
kvantumpontokban ez egy E. Brus, Size effects in theexcited
elektron átmenetének felel meg a electronic states of small colloidal CdS
vegyértéksávból a vezetőképességi crystallites, J. Chem. Phys. 1984, 80,
sávba. A gerjesztett elektron ezután 4464–4469. https://doi.
visszaeshet a vegyértéksávba,
és fény formájában energiát számára rendelkezésre álló tér org/10.1063/1.447228
szabadíthat fel – ezt a jelenséget összezsugorodik. Ez befolyásolja a 4. C. B. Murray, D. J. Norris, M. G.
fotolumineszcenciának nevezik. részecske optikai tulajdonságait. A Bawendi, Synthesis and characterization
A kibocsátott fény színe függ a részecske méret csökkenésével kisebb of nearly monodisperse CdE (E = sulfur,
vezetőképességi sáv és a vegyértéksáv tere van az elektronhullámoknak selenium,tellurium) semiconductor
közötti energiakülönbségtől, valamint és kvantum effektus lép fel. A nanocrystallites,
a kvantumponton belüli diszkrét nagyobb (körülbelül 5–6 nm J. Am. Chem. Soc. 2002, 115, 8706–
energiaállapotok közötti átmenettől és átmérőjű) kvantumpontok hosszabb 8715. https://doi.org/10.1021/
a részecskék méretétől is. hullámhosszokat bocsátanak ki, így ja00072a025
Ha a részecskék csak néhány olyan színeket eredményeznek, mint a 5. Press release: The Nobel Prize in
nanométer átmérőjűek, az elektronok narancs vagy a piros. Chemistry 2023

KÉMIAI PANORÁMA 28. SZÁM, 2024. ÉVFOLYAM 5