Los puntos cuánticos son cristales a nanoescala que pueden emitir diferentes colores de luz. Los dispositivos de visualización basados en puntos cuánticos prometen una mejor eficiencia energética, brillo y pureza de color que las pantallas de la generación anterior.
El último de los tres colores (rojo, verde y azul) que normalmente se requiere para mostrar una imagen a todo color ha resultado difícil de producir.
Los nuevos métodos basados en estructuras químicas auto ensambladas ofrecen una solución, y las técnicas de imagen de última generación para visualizar estos nuevos puntos cuánticos azules han demostrado ser esenciales para su creación y análisis.
Si observa detenidamente la pantalla de su dispositivo, es posible que pueda ver los elementos de imagen individuales (píxeles) que componen la imagen.
Los píxeles pueden aparecer en casi cualquier color, pero generalmente se componen de subpíxeles rojos, verdes y azules, por lo que en realidad no son los elementos más pequeños en la pantalla. La intensidad variable de estos subpíxeles hace que los píxeles individuales parezcan un solo color de una paleta de miles de millones.
La tecnología subyacente detrás de los subpíxeles ha evolucionado desde los primeros días de la televisión en color y ahora hay muchas opciones posibles. Pero el próximo gran salto podría ser el llamado diodo emisor de luz de punto cuántico (QD-LED).
Aunque ya existen pantallas basadas en QD-LED, la tecnología aún no está madura y las opciones actuales tienen algunos inconvenientes, especialmente con respecto a los subpíxeles azules que contienen.
De los tres colores primarios, el subpíxel azul es el más importante. Utiliza luz azul para producir luz verde y roja a través de un proceso llamado conversión descendente. Por esta razón, los puntos cuánticos azules requieren parámetros físicos más estrictamente controlados. Esto a menudo significa que los puntos cuánticos azules son muy complejos y costosos de fabricar, y su calidad es un factor clave en cualquier pantalla. Pero ahora, un equipo de investigación dirigido por el profesor Eiichi Nakamura del Departamento de Química de la Universidad de Tokio ha encontrado una solución.
“Las estrategias de diseño anteriores para los puntos cuánticos azules han sido muy verticales, usando químicas relativamente grandes y pasando por una serie de procesos para hacerlos funcionales”, dijo Nakamura. “Nuestra estrategia es de abajo hacia arriba. Nos basamos en el conocimiento del equipo sobre la química del autoensamblaje para controlar con precisión las moléculas hasta que formen la estructura deseada. En su lugar, piense en ello como construir una casa con ladrillos: diséñela exactamente de la manera que quieren y hacerlo más eficiente y rentable”.
Pero no es solo cómo el equipo de Nakamura generó puntos cuánticos azules especiales. Cuando se expone a la luz ultravioleta, produce una luz azul casi perfecta según el estándar internacional para medir la precisión del color conocido como BT.2020. Esto se debe a la composición química única de los puntos, una mezcla híbrida de compuestos orgánicos e inorgánicos como la perovskita de plomo, el ácido málico y la oleilamina. Y solo a través de la autoorganización pueden inducirse a adoptar la forma deseada. Es un cubo de 64 átomos de plomo y tiene cuatro lados.
“Sorprendentemente, uno de nuestros mayores desafíos fue descubrir que el ácido málico era una pieza clave de nuestro rompecabezas químico. Nos tomó más de un año probarlo”, dice Nakamura. “Quizás otro desafío importante para nosotros fue determinar la estructura de los puntos cuánticos azules. La estructura de los puntos cuánticos no se puede determinar, por lo que utilizamos una técnica de imagen desarrollada por parte de nuestro equipo conocida como SMART-EM, o “Química cinematográfica”. como nos gusta llamarlo Me volví hacia las herramientas. ”
La química cinematográfica es una evolución de las imágenes del microscopio electrónico que se parece más a grabar videos que a capturar imágenes fijas. Para capturar los detalles estructurales de los puntos cuánticos azules, esto es esencial ya que los nanocristales son de naturaleza muy dinámica. Desafortunadamente, los puntos cuánticos azules también tienen una vida muy corta, pero esto era de esperar, y el equipo ahora tiene como objetivo mejorar su estabilidad con la ayuda de la industria.
Fuente de la historia:
material proporcionado por Universidad de Tokio. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.