Højopløselige mønstre af kvantepunkter med e-jet-udskrivning

Et team på 17 materialevidenskabelige og ingeniørforskere fra University of Illinois ved Urbana-Champaign og Erciyes University i Tyrkiet har forfattet "High-Resolution Patterns of Quantum Dots are Formed by Electrohydrodynamic Jet Printing for Light-Emitting Diodes." Deres papir blev offentliggjort i Nano bogstaver , en ACS journal. De demonstrerede de materialer og driftsbetingelser, der muliggør udskrivning i høj opløsning af lag med kvantepunkter med præcis kontrol over tykkelse og submikron lateral opløsning og kapacitet, til brug som aktive lag af QD lysemitterende dioder. De skrev, "Mønster QD'er med præcis kontrol af deres tykkelser og nanoskala laterale dimensioner repræsenterer to kritiske muligheder for avancerede applikationer. Tykkelsen kan kontrolleres gennem en kombination af udskrivningsparametre, herunder dysens størrelse, scenens hastighed, blæk sammensætning, og spændingsforspænding. "

Deres arbejde med højopløselige mønstre af kvantepunkter er af interesse, da det viser, at avancerede teknikker inden for "e-jet-udskrivning" tilbyder kraftfulde muligheder for at mønstre kvanteprikmaterialer fra løsningsblæk, over store områder. (E-jet-udskrivning refererer til en teknik kaldet elektrohydrodynamisk jet, beskrevet som en mikro/nano-fremstillingsproces, der bruger et elektrisk felt til at fremkalde fluidstråleudskrivning gennem mikro-/nanoskala-dyser.)

Katherine Bourzac i Nyheder om kemi og teknik skrev om denne teknik og John Rogers forskningsinteresser, medforfatter af papiret og en materialeforsker ved University of Illinois, Urbana-Champaign. Opløsningen af ​​konventionelle inkjet-printere er begrænset. I de sidste syv år har hun sagde, Rogers har udviklet den elektrohydrodynamiske jetprintmetode. "Denne form for printer virker ved at trække blækdråber ud af dysen frem for at skubbe dem, giver mulighed for mindre dråber. Et elektrisk felt ved dyseåbningen får ioner til at danne sig på blækdråbens menisk. Det elektriske felt trækker ionerne frem, deformere dråben til en konisk form. Så klipper en lille dråbe af og lander på trykfladen. Et computerprogram styrer printeren ved at dirigere underlagets bevægelse og variere spændingen ved dysen for at udskrive et givet mønster. "

Prik, linje, firkant, og komplekse billeder som QD -mønstre er mulige, sagde forskerne, med indstillelige dimensioner og tykkelse. De skrev, at "disse arrays såvel som dem, der er konstrueret med flere forskellige QD -materialer, direkte mønstret/stablet ved e-jet-udskrivning, kan bruges som fotoluminescerende og elektroluminescerende lag. "

Hvad betyder deres arbejde for forbrugerne? Hvad angår tv -teknologi, næsten alle tv -producenter på CES i år, bemærkede Geoffrey Morrison i CNET, sagde kvanteprikker hjalp med at levere bedre, mere naturtro farve. Skriver ind IEEE -spektrum på mandag, Prachi Patel bemærkede på samme måde, at "Quantum dots (QDs) er lysemitterende halvleder-nanokrystaller, der, bruges i lysdioder (lysdioder), hold løftet om lysere, hurtigere skærme. "

I IEEE-historien blev overskriften "Højopløselig udskrivning af Quantum Dots For Vibrant, Billige displays, "Patel sagde, at disse forskere genanvendte en udskrivningsmetode, som de udtænkte til andre applikationer. Patel skrev:" Når de blev brugt med 'QD -blæk, 'det kan skabe linjer og pletter, der kun er 0,25 mikrometer brede. De lavede arrays og komplekse mønstre af QD'er i flere farver, og kunne endda udskrive QD'er oven på andre i en anden farve. De klemte disse mønstre mellem elektroderne for at lave lyse QD -lysdioder. "Patel rapporterede også om teamets fremtidige indsats. De arbejder på arrays af flere dyser. Inkjet -printere har normalt et par hundrede dyser, sagde Patel. "Vanskeligheden ved e-jet-udskrivningsmetoden er, at det elektriske felt ved en dyse påvirker felterne i nabodyser." De forsøger at finde ud af "hvordan man isolerer dyser for at fjerne denne krydstale".

© 2015 Phys.org