طريقة جديدة لتخليق نقاط الكمّ الغروانية

أصبحت نقاط الكمّ الغروانية (CQD)، التي لا يتجاوز قياس جزيئاتها عدة نانومترات، موضوعَ بحث متزايد الأهمية؛ بسبب خصائصها القابلة للضبط بشدة، مما يتيح لها مجموعة واسعة من التطبيقات باعتبارها أشباه موصلات.

تذكر دراسة حديثة¹، نُشرت في نيتشر متيريلز Nature Materials، طريقة جديدة لتخليق CQD قد تساعد في التغلُّب على بعض الصعاب، مثل عدم الاتساق في أحجام جسيمات CQD، وغياب التجانس من نُسق الطاقة في جوامد نقاط الكمّ الغروانية.

أدّت طرق التخليق السابقة إلى التجميع العشوائي للجزيئات، وبالتالي إلى طاقة وجسيمات متفاوتة الحجم. وقد أدى هذا إلى خسائر في الدائرة المفتوحة الجهد، وبالتالي منع الاستفادة الكاملة من نقاط الكمّ الغروانية في تطبيقات مثل الأجهزة البصرية الإلكترونية، وهي الأجهزة التي تعمل بواسطة الضوء والكهرباء، وتشمل أشعة الليزر، وكاشفات الضوء، والخلايا الشمسية.

أصبح الباحثون الآن قادرين على تعديل إجراء تخليق CQD التي لم تكن مراقبة جيدًا وأسهمت فيما مضى بتقديم نقاط كمّ غروانية أقل كفاءة.

الطريقة الجديدة، التي تخلّق CQD في محلول عن طريق تفاعل الاستبدال، تؤمّن اندماجًا متجانسًا لرقائق نقاط الكمّ الغروانية، وتسمح بدرجة عالية مفيدة من كثافة التجميع. وقد وُجد أن نقاط الكمّ الغروانية المستخلصة بهذه الطريقة تبدي انخفاضًا في الطاقة المفقودة، وتحسنًا في كفاءة تحويل الضوء إلى كهرباء بلغت نسبته 11.28٪.

يقول تيد سارجنت -الباحث الرئيسي للدراسة، وأستاذ تكنولوجيا النانو في جامعة تورنتو في كندا-: إن هذا يمكن أن يعزز أداء الخلايا الشمسية إلى حدّ كبير، ويساعد في تمهيد الطريق لإنتاجها على نطاق واسع.

"هذا العمل نتاج تعاون مثمر جدًّا ومستمر مع زملاء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) في المملكة العربية السعودية"، وفق إضافته.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.