На смену квантовым точкам придут пластинки
Квантовые точки — полупроводниковые нанокристаллы сферической формы диаметром 2–10 нм — известны с 80-х годов прошлого века и уже используются для улучшения качества изображения OLED-дисплеев.
Пара лет назад, внимание исследователей привлёк новый тип нанокристаллов: нанопластинки. Они имеют вид плоских прямоугольников габаритами в пара нанометров. Благодаря малой кроме того по сравнению с квантовыми точками толщине (пара ядерных слоев) такие пластинки излучают при возбуждении падающим светом более чистые и броские цвета.
В недавней публикации издания Nature Materials, доктор наук Высшей швейцарской технической школы (ETH) Дэвид Норрис (David Norris) пролил свет на интриговавшую учёных тайную формирования этих пластинок. В сотрудничестве с американскими учёными команда ETH смогла показать, как нанопластинки селенида кадмия покупают собственную двумерную форму.
Норрис с сотрудниками опровергли бытовавшее в научной среде вывод, что для создания таких плоских кристаллов должно происходить из раствора и для этого нужен некоторый шаблон. Более того, они поняли, что пластинки смогут расти легко в расплаве смеси исходных материалов — карбоксилата кадмия и селена — без добавления какого-либо растворителя.
Созданная авторами теоретическая модель продемонстрировала, что для начала спонтанной кристаллизации пластинки хватает затравки, складывающейся из нескольких атомов селена и кадмия. Это ядро может рассасываться и переконфигурироваться в другую форму, но с достижением критического размера начинается образование пластинки. В соответствии с принципом минимизации энергии, на краях кристалл растёт в 1000 раз стремительнее, чем с плоской стороны.
Результаты симуляции удалось подтвердить экспериментально, в первый раз синтезировав в лабораторных условиях нанопластинки пирита (FeS2). В отличие от селенида кадмия данный материал не токсичен, что расширяет круг вероятных приложений, включающих лазеры и сверхэффективные солнечные батареи.
