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I punti quantici sono stati coltivati per l'elettronica del futuro

24.01.2019

Gli specialisti di Singapore hanno ribaltato il principio della creazione di punti quantici di dicalcogenuri di metalli di transizione, materiali del futuro, simili nelle loro possibilità di apertura al grafene.

I dicalcogenuri di metalli di transizione bidimensionali (TMD), come le molibdeniti (MoS2), che hanno una struttura simile al grafene, sono considerati materiali del futuro con un'ampia gamma di applicazioni. Possono essere utilizzati per realizzare sensori, catalizzatori, fotorivelatori e dispositivi di accumulo di energia. Un analogo di questi materiali - punti quantici - espande ulteriormente le proprietà ottiche ed elettroniche del TMD.

Tuttavia, la sintesi dei dicalcogenuri dei metalli di transizione non è un compito facile. Di solito si presenta così: il minerale minerale viene macinato su scala nanometrica con mezzi fisici o chimici e quindi raffinato in più fasi. Nel caso dei punti quantici, il processo è ancora più complicato a causa delle loro piccole dimensioni.

Il nuovo approccio proposto dagli scienziati della National University of Singapore si basa su un principio diverso. I ricercatori hanno imparato a creare punti quantici di una certa dimensione "dal basso verso l'alto": attraverso la reazione di ossidi o cloruri di metalli di transizione con un precursore dei calcogeni. Questo metodo ha permesso di sintetizzare sette tipi di punti quantici e di modificarne le proprietà elettroniche e ottiche.

Per dimostrare il loro metodo in azione, gli scienziati hanno creato un prototipo di dispositivo biomedico per la terapia fotodinamica a partire da punti quantici MoS2. Nell'oncologia moderna, la terapia fotodinamica utilizza componenti organici fotosensibili che distruggono le cellule tumorali sotto l'influenza dello stress ossidativo. Queste sostanze organiche possono rimanere nel corpo per diversi giorni e durante questo periodo si consiglia ai pazienti di astenersi dall'esposizione a raggi luminosi.

I punti quantici TMD sono un'alternativa delicata perché il molibdeno e alcuni altri metalli di transizione vengono rapidamente assorbiti dal corpo. Tuttavia, il potenziale dei punti quantici TMD va ben oltre la biomedicina. I ricercatori di Singapore stanno lavorando per ottimizzarli e sperano di trovare applicazioni nei display, nell'elettronica e nelle celle solari di prossima generazione.

Gli scienziati americani ritengono che semiconduttori sottilissimi fatti di dicalcogenuri di metalli di transizione consentiranno di overcloccare i computer un milione di volte e aumenteranno l'efficienza energetica dell'archiviazione delle informazioni. Secondo loro, tali semiconduttori possono potenzialmente elaborare informazioni alla velocità di femtosecondi.

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