Выращены квантовые точки для электроники будущего

24.01.2019

Сингапурские специалисты перевернули с ног на голову принцип создания квантовых точек дихалькогенидов переходных металлов - материалов будущего, схожих по открывающимся возможностям с графеном.

Двумерные дихалькогениды переходных металлов (TMD), такие как молибдениты (MoS2), обладающие схожей с графеном структурой, считаются материалами будущего с широким спектром применения. Из них можно делать сенсоры, катализаторы, фотодетекторы и устройства хранения энергии. Аналог этих материалов - квантовые точки - еще больше расширяет оптические и электронные свойства TMD.

Однако синтез дихалькогенидов переходных металлов - непростая задача. Обычно это выглядит так: минеральную руду измельчают до наномасштаба физическим или химическим путем, а затем очищают в несколько этапов. В случае квантовых точек процесс еще более сложный из-за их крошечного размера.

Новый подход, предложенный учеными Национального университета Сингапура, построен на другом принципе. Исследователи научились создавать квантовые точки определенного размера "снизу вверх": через реакцию оксидов или хлоридов переходных металлов с предшественником халькогенов. Этот метод позволил синтезировать семь видов квантовых точек и изменить их электронные и оптические свойства.

Для того чтобы продемонстрировать свой метод в действии, ученые создали прототип биомедицинского устройства для фотодинамической терапии из квантовых точек MoS2. В современной онкологии для фотодинамической терапии используют светочувствительные органические компоненты, которые уничтожают раковые клетки под воздействием окислительного стресса. Эти органические вещества могут оставаться в организме в течение нескольких дней, и пациентам в это время советуют воздержаться от воздействия ярких лучей.

Квантовые точки TMD представляют собой щадящую альтернативу, поскольку молибден и некоторые другие переходные металлы быстро усваиваются организмом. Однако потенциал квантовых точек TMD выходит далеко за пределы биомедицины. Сингапурские исследователи работают над их оптимизацией и надеются найти им применение в дисплеях нового поколения, электронике и солнечных элементах.

Американские ученые считают, что атомно-тонкие полупроводники из дихалькогенидов переходных металлов позволят в миллион раз разогнать компьютеры и повысить энергоэффективность хранения информации. По их оценке, такие полупроводники потенциально могут обрабатывать информацию со скоростью фемтосекунд.

<< Назад: Камера в стилусе 24.01.2019

>> Вперед: Обычные собаки приняли робота в свою компанию 23.01.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Глютен против секущихся кончиков 19.02.2018 Наши волосы (а также ногти, когти, шерсть животных, рога и копыта) состоят преимущественно из белков кератинов. Молекулы кератина соединены между собой так называемыми дисульфидными мостиками - химическими связями между атомами серы, входящими в состав аминокислоты цистеина. Прочность и гибкость волоса зависит от того, как много в нем таких дисульфидных мостиков. Из-за разных внешних воздействий, в том числе и косметических (вроде окрашивания), дисульфидные связи рвутся, и в результате мы получаем секущиеся волосы, которые порой изрядно портят внешний вид. Решение кажется очевидным - восстановить химические связи между белками. Но вот уже много лет производители шампуней и прочих средств ухода за волосами экспериментируют с разными способами восстановления волос, и дела тут продвигаются в лучшем случае с переменным успехом. Чтобы понять, в чем тут проблема, нужно вспомнить, что и аминокислоты, и короткие пептиды, и длинные белки обладают электрическим зарядом, который зависит от кислотности среды. Чтобы "сшить" волос обратно, используют белки и пептиды растительного или животного происхождения: они должны встроиться туда, где в волосе случился разлом, и связать серу в молекулах кератина со своей серой. Но для этого нужно, чтобы и кератины, и сшивающие пептиды были электрически нейтральны. А подобрать такую кислотность, такой уровень pH оказывается очень и очень непросто; поэтому и эффективность таких средств получается неудовлетворительной. Исследователям из Университета Цзяннаня удалось найти способ, который позволяет вполне эффективно сращивать секущиеся волосы. В качестве сшивающего средства они взяли глютен, или клейковину - так называют группу белков, содержащихся в семенах злаковых растений. Пшеничный глютен с помощью специального фермента расщепляли на короткие пептиды, после чего их смешивали с химическим соединением, которое помогало сблизить точки электронейтральности (или, говоря точнее, изоэлектрические точки) глютеновых пептидов и кератина. Полученную химическую смесь добавляли в шампунь, наносили этот шампунь на волосы и потом расчесывали их в сухом или влажном состоянии. Поскольку расчесывание поврежденных волос требует больше времени и усилий, то именно так и решили оценить эффективность нового средства - по тому, насколько с ним становится легче причесать секущиеся волосы. Оказалось, что сухие волосы после обработки глютеновыми пептидами требуют на 21% меньше усилий, а если их расчесывать мокрыми - то на целых 50%. На электронных микрофотографиях было видно, что волосы действительно становятся более гладкими и более ровными; иными словами, новое средство действительно сращивало в них разрывы и сломы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025