სიახლეები
“კვანტური წერტილები” წარმოადგენს მასალების ახალ კლასს, რომლებიც შედგება ნანო-მეტრის ზომის ნახევარგამტარული კრისტალებისგან და მათი ოპტიკური და ელექტრული თვისებების კონტროლი შესაძლებელია ამ კრისტალების ზომით. ასეთი ტიპის მასალები, როგორიცაა მაგალითად QLED (კვანტური სინათლის მასხივებელი დიოდი) უკვე გამოიყენება უახლესი თაობების ბრტყელ ეკრანებში, სადაც ისინი უზრუნველყოფენ ფერთა მაღალ გარჩევადობას. გარდა ამასთან, კვანტური წერტილები გამოიყენება მზის ბატარეებში, ნახევარგამტარულ მოწყობილობებსა და კვანტურ კომპიუტერებში, როგორც კუბიტების საშენი ბლოკები.
მიუხედავად იმისა, რომ კვანტური წერტილები პატარა ნანო-კრისტალებია, ისინი ათასობით ატომისგან შედგება, რომლებიც გარდა ამისა დამატებით ელექტრონებს წარმოშობენ. სუპერ-კომპიუტერების გამოყენების შემთხვევაშიც კი, ასეთი ნახევარგამტარული კრისტალის ელექტრონული აგებულების შესწავლა ძალიან რთულია. ”მაგრამ ჩვენ ვავითარებთ მიახლოებით მეთოდებს. კერძოდ, განვიხილეთ შემცირებული მასშტაბის, დაახლოებით ასი ატომისგან შემდგარი, კვანტური წერტილები, რომლებიც, მიუხედავად ამისა ავლენენ რეალური ნანო-კრისტალების დამახასიათებელ თვისებებს.” - ამბობს კვლევის ხელმძღვანელი Annika Bande (ბერლინის მასალების და ენერგიის ჰელმჰოლც ცენტრი).
წელიწადნახევრიანი კვლევის შედეგად, გერმანელმა და ფრანგმა მეცნიერების ჯგუფმა მოახერხა ასობით ატომისგან შემდგარი ორი კვანტური წერტილის, რომლებიც ერთმანეთთან ენერგიას ცვლიან, ურთიერთქმედების კომპიუტერული მოდელირება. კონკრეტულად მათ გამოიკვლიეს თუ როგორ შეუძლიათ ორმა კვანტურმა წერტილმა შთანთქას, გაცვლოს და შეინახოს ენერგია გარე სინათლის ზემოქმედების პირობებში. ერთი ნათების პულსი გამოიყენებოდა სისტემის ასაგზნებად, ხოლო მეორე ნათების პულსის ენერგია ინახებოდა.
საერთო ჯამში, მეცნიერებმა გამოიკვლიეს კვანტური წერტილების სამი სხვადასხვა წყვილი ზომისა და გეომეტრიის ეფექტის აღსაწერად. მათ უმაღლესი სიზუსტით გამოთვალეს მასალის ელექტრონული სტრუქტურა და გააკეთეს რეალურ დროში ელექტრონების მოძრაობის სიმულაცია ფემტო-წამების (1015 წმ) გარჩევადობით.
კვლევის შედეგები ასევე სასარგებლოა მრავალი ტიპის ექსპერიმენტული კვლევისას, მაგალითად, კუბიტების მისაღებად, ან ფოტო-კატალაზისათვის მზის შუქის მეშვეობით წყალბადის გაზის წარმოების დროს. ”ჩვენ მუდმივად ვმუშაობთ ჩვენი მოდელების გაფართოებაზე კვანტური წერტილების კიდევ უფრო რეალისტური აღწერისათვის, მაგალითად, ტემპერატურისა და გარემოს გავლენების გათვალისწინებით.” - ამბობს Annika Bande.
წყარო:
