کد خبر: 130168
ف
عمر نقاط کوانتومی غول پیکر ساطع کننده نور ۵۰۰ برابر شد
پژوهشگران با افزایش ۵۰۰ برابری طول عمر نقاط کوانتومی غول پیکر ساطع کننده نور که می‌توانند در تصویربرداری پزشکی و فیزیک نور کمک کننده باشند، رکوردشکنی کردند.

به گزارش ثریا پژوهشگران روش جدیدی را برای ایجاد نقاط کوانتومی غول پیکر ساطع کننده نور کشف کرده‌اند که بر اساس آن یک ماده نانوبلور فوتونی می‌تواند سنتز شود و در تصویربرداری پزشکی و نورشناسی مورد استفاده قرار گیرد.

نقطه کوانتومی چیست؟

نقاط کوانتومی، نانوبلورهای نیمه هادی کلوئیدی هستند که به اندازه یک الکترون هستند. آنها در یک محلول سنتز می‌شوند(ترکیب و بالغ می‌شوند) و هنگامی که منبع نور به سمت آنها هدف گرفته می‌شود، فلورسانس(بازتابنده) می‌شوند و برای مدتی طولانی نور تابش می‌کنند. این در حالی است که نقاط کوانتومی غول پیکر به طور مداوم نور ساطع می‌کنند.

نقاط کوانتومی(QDs) نیمه هادی‌های کوچک و با اندازه زیر ۱۰ نانومتر هستند و دارای خواص الکترونیکی هستند که به دلیل مکانیک کوانتومی با ذرات بزرگ‌تر تفاوت دارند. آنها یک موضوع تمرکز اصلی برای فناوری نانو هستند. هنگامی که نقاط کوانتومی توسط نور فرابنفش روشن می‌شوند، یک الکترون در نقطه کوانتومی می‌تواند در حالت انرژی بالاتر برانگیخته شود. این فرآیند مربوط به انتقال یک الکترون از باند ظرفیت به باند رسانش است. الکترون برانگیخته می‌تواند به نوار ظرفیت بازگردد و انرژی خود را با انتشار نور آزاد کند که رنگ آن نور به اختلاف انرژی بین باند رسانش و باند ظرفیت بستگی دارد.

نقاط کوانتومی بعضی اوقات به اتم‌های غیر مصنوعی گفته می‌شود و بر تکین بودن آنها، داشتن حالت‌های الکترونیکی محدود مانند مواد اتمی یا مولکول‌های طبیعی تأکید می‌شود. نشان داده شده ‌است که موج الکترونیکی توابع کوانتومی با اتم‌های واقعی شباهت دارد و با اتصال دو یا چند نقطه کوانتومی می‌توان یک مولکول مصنوعی ساخت.

ویژگی‌های انتخابی نقاط کوانتومی به عنوان تابعی از اندازه و شکل تغییر می‌کند. نقاط کوانتومی بزرگتر با قطر پنج تا شش نانومتر از طول موج‌های طولانی‌تر با رنگ‌هایی مانند نارنجی یا قرمز ساطع می‌کنند و نقاط کوانتومی کوچکتر از طول موج کوتاه‌تر ساطع می‌شوند و رنگ‌هایی مانند آبی و سبز دارند. با این حال، رنگ‌های خاص بسته به ترکیب دقیق نقاط کوانتومی متفاوت است.

کاربردهای بالقوه نقاط کوانتومی شامل ترانزیستورهای تک الکترونی، سلول‌های خورشیدی، ال‌ای‌دی، لیزرها، منابع تک فوتونی، نسل دوم هارمونیک، محاسبات کوانتومی و تصویربرداری پزشکی است. اندازه کوچک آنها اجازه می‌دهد تا برخی نقاط کوانتومی در محلول به حالت تعلیق درآیند که ممکن است منجر به استفاده در چاپ جوهر افشان شود. این تکنیک‌های پردازش به هزینه‌های کم‌تر و وقت‌گیر ساخت نیمه هادی منجر می‌شود.

رسیدن به نقطه عطفی جدید

اکنون پژوهشگران دانشگاه شیکاگو به نقطه عطف جدیدی در توسعه نقاط کوانتومی دست یافته‌اند. آنها نقاط کوانتومی غول‌پیکر را سنتز کرده‌اند که پس از فلورسانس، نور را به مدت ۵۰۰ نانوثانیه ساطع می‌کنند و رکورد قدیمی چنین نانوموادی را بشکنند.

این گروه شامل پژوهشگرانی از دانشگاه پرینستون و دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و همچنین افرادی است که در آزمایشگاه اصلی دانشگاه شیکاگو مستقر هستند.

کشف یک ویژگی جدید

این گروه پژوهشی، ویژگی و ساختار جدیدی را نشان داد که می‌تواند الکترون‌ها را به ‌صورت فضایی محلی‌سازی کند. این ساختار جدید به الکترون‌ها اجازه می‌دهد تا روی حفره‌های درون یک هسته یا ساختار ناهمسان پوسته تمرکز کنند. این کار با تنظیم بار الکترون روی انرژی جنبشی سطح انرژی بالقوه سهموی انجام می‌شود.

گزارش گروه پژوهش

پرستون اسنی، دانشیار شیمی در دانشگاه کالیفرنیا و نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید، این جداسازی حامل بار (الکترون) در طول عمر تک نانوذره پیوسته خاصیت تابشی ماندگار و بادوام ایجاد می‌کند.

وی در بیانیه‌ای افزود: این ویژگی‌ها کاربردهای جدیدی را برای فیزیک نور و نورشناسی ممکن می‌سازد و رویکردهای جدیدی مانند تصویربرداری تک ذره‌ای با دریچه زمانی را تسهیل می‌کند و همچنین راه‌هایی برای توسعه سایر مواد پیشرفته جدید ایجاد می‌کند.

نقاط کوانتومی تحریک شده‌اند

پژوهشگران توانستند نقاط کوانتومی را با قرار دادن آنها در یک پرتوی نور در حالت تحریک قرار دهند که منجر به حالت اکسایتون(exciton) شد. حالت اکسایتون یک جفت الکترون یا حفره است. با نقاط کوانتومی غول پیکر، الکترون در پوسته الکترونی دور از مرکز یا هسته جابجا می‌شود. الکترون در این حالت به دام می‌افتد و بیش از ۵۰۰ نانوثانیه نور ساطع می‌کند که رکورد جدیدی برای این فرآیند است.

تصویربرداری بیولوژیکی از چنین نانوذراتی هدف این گروه پژوهشی است. کاربردهای اساسی دیگری از چنین نانومواد نیمه هادی تابشی وجود دارد که حتی به عنوان تامین کننده نور در لیزرهای میکرونی می‌تواند بسیار گسترده باشد.

کمک این ویژگی جدید به مطالعات بیولوژیکی

پژوهشگران در این مقاله نوشته‌اند: نقاط کوانتومی به ‌عنوان مواد گسیل‌کننده، نوید ایجاد نمایشگرهای کارآمدتر را می‌دهند و به دلیل خواص نوری بسیار قوی‌شان می‌توانند به ‌عنوان کاوشگرهای فلورسنت برای پژوهش‌های زیست‌پزشکی استفاده شوند. آنها ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از رنگ‌های ارگانیک جاذب هستند و تقریباً در برابر نوررنگ‌بری(photobleaching) تاثیرناپذیر هستند، به همین دلیل است که در تلویزیون‌های جدید QLED استفاده می‌شوند.

آینده نقاط کوانتومی

پژوهشگران می‌گویند که نقاط کوانتومی غول‌پیکر می‌توانند در اکتشافات بیولوژیکی به رکنی بنیادی تبدیل شوند، چرا که آنها برخی از فرآیندهای نوری خاص را مانند انتشار طول موج‌های سرخ با پراکندگی کم و داشتن تداخل کمتر پس‌زمینه حاصل از نویز دنبال می‌کنند.

پژوهش‌ها روی این نقاط کوانتومی غول پیکر می‌تواند به دلیل ویژگی‌های نور افشانی مداوم آنها ادامه یابد. برای مثال، هر دانشمندی که در حال مطالعه سرطان است، می‌تواند پروتئین‌های مربوطه را برچسب‌گذاری کند. سپس آن پروتئین‌ها را می‌توان در طول عمر سلول بدون از دست دادن دینامیک بیولوژیکی دنبال کرد. چیزی که امروزه یک مشکل رایج در مطالعه فلورسانس است.

این پژوهش در مجله Nano Letters منتشر شده است.

منبع: خبرگزاری ایسنا


مرتبط ها
ارسال نظر
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

پیام تسلیت رییس دانشگاه خواجه نصیر به فرزند امیرعبداللهیان

نخستین نمایشگاه تخصصی هنرهای قرآنی به کار خود پایان داد

ابراز همدردی بیش از ۲۵۰ سینماگر در پی شهادت خادمان ملت

ادای احترام جشنواره کن به رئیس جمهور شهید

موزه‌های سراسر کشور دوم خرداد تعطیل است

همدردی هنرمندان تجسمی با خلق آثار هنری

تصویر قدیمی از شهید آیت‌الله سیّد محمدعلی آل هاشم به‌همراه استاد شهریار

۲ نماهنگ به مناسبت شهادت رئیس‌جمهوری منتشر شد

جامعه دانشگاهی باید وقایع پس از شهادت رییس جمهور را موشکافانه بررسی کند

کتاب‌هایی که شهید رئیسی نوشته بود

آغاز پیش‌ثبت‌نام کلاس اولی‌ها در مدارس شاهد از امروز

آغاز ثبت‌نام نقل‌ و انتقالات معلمان از ۵ خرداد + ضوابط و مقررات

آیت‌الله رئیسی آموزش و پرورش را به اولویت کشور تبدیل کرد/ لزوم تداوم راه شهیدجمهور

طرح مربوط به تغییر در شیوه برگزاری کنکور به مجمع تشخیص مصلحت رفت

برگزاری امتحانات نهایی از شنبه

از دستور بازگشایی حضوری دانشگاه‌ها تا تبدیل این مراکز به اتاق فکر اندیشه‌ورزی دولت

آیت‌الله رئیسی، الگویی برای سیاستمداران کشور است

بیانیه اتحادیه انجمن‌های اسلامی دانشجویان مستقل در پی شهادت آیت الله رئیسی و همراهانشان

قدردانی نمایندگان مجلس از عملکرد دانشگاه آزاد اسلامی

تبیین گری اساتید در کلاس های درس برای معرفی شخصیت شهید رییسی

اعلام اسامی پذیرفته‌شدگان استعدادهای درخشان دانشگاه خواجه نصیر

امکان رفع نقص مدارک داوطلبان آزمون فلوشیپ ۱۴۰۳ فراهم شد

اعلام جزییات سامانه دستیاران برای شرکت در آزمون ارتقا و گواهینامه

نتایج نهایی کنکور ۱۴۰۳ در نیمه مهرماه اعلام می‌شود

کلاس‌های عصر دانشگاه قم تعطیل شد

حوادث کمر شکن در کشور ما تحمل می‌شود و راه شهیدان ادامه می‌یابد

دسته بزرگ عزاداری هیأت دانشجویی به مناسبت شهادت رئیس جمهور

تصویری از سوگواری همسر رئیس‌جمهور و آیت الله علم الهدی بر پیکر ایشان

شهادت در راه خدمت بی وقفه و مخلصانه به مردم افتخار بزرگی است

آخرین مهلت ثبت نام بدون آزمون دکتری پیام نور اعلام شد

نوبت دوم کنکور سراسری در روزهای ۲۱ و ۲۲ تیر برگزار می‌شود

چهارشنبه سراسر کشور تعطیل است

لغو همه امتحانات دانش‌آموزان تا پایان هفته جاری/ تقویم جدید آزمون‌های مدارس اعلام می‌شود

شهید آیت الله رئیسی یک چهره فراملی بود

پیام تسلیت طیب‌نیا در پی شهادت سید ابراهیم رئیسی

بیانیه سازمان امور دانشجویان در پی شهادت رییس جمهور ایران

احتمال تغییر زمان برگزاری نوبت دوم کنکور سراسری ۱۴۰۳

فقدان شهید آیت الله رئیسی ضایعه بزرگی برای کشور خواهد بود

تسلیت مدیر انجمن سواد رسانه‌ای به‌خاطر شهادت رییس جمهور

آرتین شبح‌کش به بازار آمد

جهاددانشگاهی شهادت آیت‌الله رئیسی و همراهانش را تسلیت گفت

تسلیت مدیر حوزه‌های علمیه خواهران در پی شهادت رئیس جمهور و یاران

چقدر سخت است باور نبودنت ...

هر لحظه شهادت را در چهره نورانی آیت الله رئیسی می‌دیدم

دانش‌آموزان در زمان مقرر در محل آزمون امتحانات نهایی حاضر شوند

زلفی‌گل: الحق که سید و سالار اخلاق و ایمان بودی

فعالیت دانشگاه‌ها تا زمان اطلاع از طرف دولت برقرار است

برگزاری امتحانات نهایی دانش‌آموزان طبق برنامه

امیرعبداللهیان عنایت ویژه به موضوعات بین‌الملل دانشگاه شریف داشتند

پیام تسلیت سرپرست سازمان ملی سنجش و ارزشیابی در پی شهادت رئیس جمهور

خانه کتاب و ادبیات ایران شهادت رییس جمهور را تسلیت گفت

هم‌کلاسی‌های «شریف» در سوگ پدران خود

واکنش جامعه دانشگاهی به شهادت رییس جمهور و همراهان

جای خالی شهید جمهور در جلسه هیات دولت+عکس

آیت الله رئیسی الگوی شهید رجایی را دوباره برای مردم زنده کرد

پیام تسلیت خیرین مدرسه‌ساز در پی شهادت رئیس‌جمهوری اسلامی ایران

روایت وزیر آموزش‌وپرورش از پیگیری و حل مشکل ‌دانشگاه فرهنگیان توسط رئیس‌جمهور

نسخه تلخیص جامع علم کلام توماس آکوئیناس چاپ شد

لغو برخی برنامه‌های دانشگاه تهران در پی شهادت رییس‌ جمهور

پیام تسلیت وزارت علوم در پی شهادت رییس جمهور

تعطیلی درس یک مرجع تقلید به دلیل شهادت رییس جمهور و همراهان ایشان

کلاس‌های دانشگاه تهران تا اطلاع ثانوی دایر است

استقامت سید محرومان در حل مشکلات مردم مثال زدنی است

کلینیک صنعت پتروشیمی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر راه اندازی می‌شود

کلاس‌های دانشگاه‌ها فعلا برقرار است/منتظر تصمیم هیات‌ دولت هستیم

حرکت اعتراضی دانشجویان آمریکایی، رنسانسی در جنبش دانشجویی دنیا

رئیس دانشگاه خواجه نصیرالدین شهادت رییس جمهور را تسلیت گفت

۱۰ هزار کلاس درس در اصفهان به بازسازی، بهسازی و نوسازی نیاز دارند

مدیریت خانواده» و «سبک زندگی دختران و پسران در کتابهای درسی

اعلام شهریه مدارس غیردولتی طی چند روز آینده

امتحانات دانش‌آموزان امروز برگزار می‌شود

۱۵ ایده برتر درباره محصولات دانش‌بنیان در همایش ملی فن‌آوری و نوآوری ارائه شد

سن کمتر؛ شانس بیشتر در جذب هیات علمی

پیام دانشگاه صنعتی شریف در پی بروز سانحه برای بالگرد رییس جمهور

چالش‌های محققان علوم تجربی و انسانی در بررسی آیات الهی در طبیعت

فرهنگ نوآوری در بدنه دانشجویی تقویت می شود

استوری خاص صفحه اینستاگرام رئیس جمهور پربیننده شد

تصاویر واضح‌ از بالگرد رئیس جمهور پیش از وقوع سانحه

آغاز پذیرش اسکان موقت تابستان فرهنگیان از هفته پایانی خردادماه

تخصیص ۳۵ هزار میلیارد ریال سود به اعضای صندوق ذخیره فرهنگیان

چطور با گوشی خود بفهمیم که ما را ردیابی می‌کنند؟

بن‌سلمان امنیت فرودگاه کلان شهر نئوم را با هوش مصنوعی تامین می‌کند

تصویری از گودال ۸۰۰۰ متری یخ‌زده در مریخ ثبت شد+عکس

گوشی جدید شیائومی با نمایشگر بزرگ رونمایی شد+عکس

تصویر واقعی از آیفون ۱۶ در دست یکی از کاربران فاش شد+عکس

حرکت کثیف اپل درباره عکس‌های کاربران لو رفت

گلکسی S25 با تراشه ۳ نانومتری و قدرت شارژدهی قوی+عکس

ارزان‌ترین سلاح پهپادکُش که ساخت بریتانیا است+عکس

حقایقی درباره کهکشان راه شیری میله‌ای که چیزی درباره آن نمی‌دانید

آیفون16 پرومکس در باتری و شارژدهی رکوردشکن می‌شود

بزرگ‌ترین فروچاله زیرآبی دنیا که باعث انقراض‌ دایناسورها شد+عکس

تانک‌های بریتانیایی به یک وسیله عجیب مجهز شدند+عکس

بی‌ام‌و قدرتمند با بدنه مخملی همه را متعجب کرد+عکس

تمام اطلاعات آیفون‌ها و آیپدها لو رفت

جزئیات کیا سورنتو جدید اعلام شد+عکس

کشف خیره کننده دانشمندان درباره یون‌ها همه را شگفت زده کرد

موزیلا فایرفاکس به‌ کمک این فناوری کیفیت ویدئوها را بالاتر می‌برد

قابلیت تازه اندروید که از دزدی گوشی شما جلوگیری می‌کند

رونمایی آمریکا از بزرگ‌ترین هواپیمای رادارگریز دنیا+عکس

ردپای تازه کشف شده انسان‌ها در آمریکا سن این کشور را بالا برد+عکس

ارزان‌ترین باتری مادام‌العمر دنیا کشف شد+عکس

اطلاعات لو رفته تازه درباره آیفون SE اپل

کشف استخر سرپوشیده‌ ۱۶۰۰ساله در ساحل آلبانی همه را انگشت به دهان گذاشت+عکس

خریداران Xperia ۱ VI سونی منتظر یک تغییر ویژه در صفحه نمایش‌ باشند+عکس

منتظر شفق‌های قطبی بعدی باشید

گلکسی S24 FE سامسونگ به زودی معرفی می‌شود+عکس

سرقت ۲۵ دلاری رمز ارز دو برادر در بلاک چین اتریوم

اپلیکیشن جدیدی که مخصوص معتادین به گوشی است

تصاویر واضح‌ از بالگرد رئیس جمهور پیش از وقوع سانحه

خبر بد OnePlus برای طرفداران این نوع گوشی