Nadchodzi kwantowa rewolucja. Kropki kwantowe stosowane są w matrycach telewizorów w przyszłości zasilą komputery i znajdą zastosowanie w medycynie

0

Trwają prace nad kolejnymi zastosowaniami kropek kwantowych – miniaturowych kryształków o różnorodnych właściwościach. Potrafią one emitować inne światło niż absorbują, dzięki czemu są już wykorzystywane w telewizorach. Mogą także być podstawą do budowy superwydajnych komputerów kwantowych, dzięki swoim magnetycznym właściwościom. Polscy naukowcy z Instytutu Fizyki PAN wytwarzają kropki kwantowe z półprzewodników i sprawdzają ich przydatność w komercyjnych zastosowaniach.  

– Kropki kwantowe to niewielka porcja materii, która udaje, że nie ma żadnego wymiaru. Są ekstremalnym przykładem uwięzienia, ponieważ we wszystkich trzech kierunkach elektron napotyka na ścianę, nie może się z takiego obiektu wydostać, wtedy nie ma swobody ruchu i zachowuje się o inaczej niż swobodny elektron. Takie uwięzione obiekty bardzo dobrze świecą, więc mogą być bardzo wydajnym źródłem światła. Staramy się wytworzyć kropki kwantowe w sposób powtarzalny, zobaczyć, jak one się zachowują, czy potencjalnie mogą być użyteczne i w jakich warunkach – wyjaśnia w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Jacek Kossut, dyrektor Instytutu Fizyki PAN.

Te niewidzialne gołym okiem kryształki o wielkości kilku nanometrów potrafią absorbować, a potem wyemitować światło o różnych długościach fali. Kropki kwantowe są już szeroko wykorzystywane np. w telewizorach. Jako pierwsza do masowej produkcji wprowadziła je firma Samsung w telewizorach z linii QLED. Urządzenia zostały wyposażone w powłokę wykonaną z kropek kwantowych, dzięki której są w stanie wyświetlić wysoce kontrastowy oraz jasny obraz z pełnym odwzorowaniem barw uchwyconych przez kamerę. Oznacza to, że filmy i seriale wyświetlane na takim telewizorze wyglądają dokładnie tak, jak widział je ich twórca.

Kropki kwantowe zyskują na popularności. Coraz częściej stosuje się je zarówno w telewizorach, jak i monitorach. Potencjał kropek kwantowych dostrzegają także naukowcy badający innowacyjne technologie medyczne. Już dziś testuje się je w roli alternatywnych czynników kontrastujących podczas wykonywania rezonansu magnetycznego, a w przyszłości mogą sprawdzić się jako wysoce skuteczny nośnik leków. Trwają również prace nad specjalnymi szybami z przezroczystą powłoką z nanokropek. Dzięki wykorzystaniu organicznych kropek kwantowych powstaną panele fotowoltaiczne o efektywności rzędu 5 proc. – wystarczającej, aby rozpocząć masową produkcję transparentnych paneli słonecznych na użytek komercyjny.

Czytaj również:  IFA 2018: Technologie OLED 8K i microLED przyszłością rynku telewizorów. Pierwsze urządzenia mogą się pojawić na rynku już na początku 2019 r.

Zastosowanie kropek kwantowych w przyszłości może być jednak znacznie szersze. Ze względu na unikalne właściwości kropek kwantowych oraz ich zdolność do reagowania na światło o różnej długości fali, mogą się sprawdzić także w przypadku tworzenia komputerów optycznych. Kropki kwantowe są stosowane jako źródła światła pojedynczych fotonów.