Brug af princippet bag kafferingeffekt i kvantepunkter

Hvis spildt kaffe ikke straks tørres af, efterlader det en plet, hvor kanterne er mørkere end resten. Dette fænomen kaldes kafferingeffekten. Ved at bruge dette princip har et POSTECH-forskerhold for nylig udviklet en ny metode til at arrangere kvanteprikker (QD'er), som er halvledende krystaller i nanostørrelse. Denne nye enkle metode letter udviklingen af ​​skærmpaneler med op til 20 gange højere opløsning end de konventionelle.

Et POSTECH-forskerhold – ledet af professor Junsuk Rho fra Institut for Mekanisk Teknik og Kemiteknik, professorerne HangJin Jo og Moo Hwan Kim fra afdelingen for avanceret kerneteknik og afdelingen for maskinteknik, Taeyang Han fra afdelingen for avanceret kerneteknik, og ph.d. kandidat Jaebum Noh i Institut for Mekanik – udviklede et QD-array ved hjælp af et fænomen, der opstår, når en suspension fordamper. Suspension refererer til en væske, hvori faste partikler er spredt og suspenderet som i mudret vand, blæk eller maling.

QD'er, som er adskillige nanometer store, følger strømmen af ​​en væske meget godt. Ligesom kaffepletter efterlades, når en dråbe løber på siden af ​​en kop, når en suspension indeholdende QD'er fordamper, samler partiklerne sig automatisk i visse områder som f.eks. kanten af ​​en væskedråbe induceret af kapillærstrømning.

Der er blevet gjort mange forsøg på at udnytte denne egenskab, men det har været svært at få en lysstyrke, der er egnet til skærme. Omkostningerne ved produktet var også høje, fordi QD'er blev printet direkte på substratet ved hjælp af dyrt udstyr.

For at overvinde denne begrænsning arrangerede forskerne QD'erne i form af meget små pixels under suspensionsfordampningsprocessen ved hjælp af en V-formet struktur. Når væsken hældes og fordampes, drives QD'erne mod de indre spidser af V-formen og akkumuleres der.

Resultaterne afslørede, at lysstyrken af ​​QD-pixel produceret på denne måde var 20 gange lysere end kontrolgruppens og viste høj ensartethed på over 98 %.

"For nylig har husholdningsapparatindustrien brugt QD'er i farvefiltre i fjernsyn til lyse og naturlige billeder," bemærkede professorerne Junsuk Rho og HangJin Jo. "Ved brug af QD-pixel array-metoden, der er udviklet i denne undersøgelse, skabes lyse QD-pixels ved blot at sprøjte suspensionen uden dyrt udstyr, hvilket reducerer produktionsomkostningerne.

Forskningen blev offentliggjort i ACS Applied Materials and Interfaces . + Udforsk yderligere

Internationalt hold afslører mysteriet bag dannelsen af ​​'kaffering'