「量子ドット」：その発見は2023年のノーベル化学賞を受賞

彼らの顕著な貢献が認められ、科学者のムンギ・バウェンディ氏、ルイス・ブルス氏、アレクセイ・エキモフ氏が2023年のノーベル化学賞を受賞した。量子ドットのサイズに応じた効果については理論しかなかったため、これはほとんどの人が想像する勇気のある事実ではありませんでした。

しかし、頂上に到達するには多くの忍耐が必要な道でした。すべては1937 年に始まり、ナノ粒子はその形状とサイズに応じてその挙動を変えることができると理論づけました。ピンよりも小さな構造が必要だったので、彼の理論を証明するのは大きな挑戦でした。

数十年後の1981 年、アレクセイエキモフはナノ結晶における光の吸収に研究を集中させました。その後、コロンビア大学のルイス・ブルスは液体粒子を実験し、これらの小さな粒子のサイズが光の吸収に影響を与えると結論付けました。

この道を完了するために、マサチューセッツ工科大学 ( MIT ) の Moungi Bawendi 氏は、高品質のナノ結晶を生成する方法に取り組みました。この困難な連鎖作業の結果、今日私たちは量子ドットとそのさまざまな分野への応用を理解できるようになりました。

サイズは重要です！

半導体ナノ結晶としても知られる量子ドットは、そのサイズと結晶構造により独特の光学的および電子的特性を持つ小さな粒子です。それらは非常に小さいため、その動作は量子力学の法則によって決まります。

量子ドットが特定のサイズの場合、その結晶構造には電子と正孔が 3 次元で含まれます。これにより、次の 3 つの色のスペクトルを観察できるようになります。

この方向では、色とエネルギー効率を改善するために量子ドットがディスプレイに使用されています。このアプローチでは、量子ドットを使用して色域を改善し、色温度調整を改善し、画質を長期間維持し、高解像度ディスプレイを実装しました。

量子ドットは、その優れた特性により、産業のいくつかの分野で応用されています。最も注目すべきものには次のようなものがあります。

生物学的センシング。特定の生物学的構造に選択的に結合するように修飾することができ、生物学的および医学的研究における細胞の検出と追跡を容易にします。
医療画像、MRI および CT スキャンでの組織および臓器の視覚化を向上させます。
照明、より優れた色再現を伴う高品質の白色光を生成します。
テレビ、コンピュータモニター、モバイルデバイスなどの電子デバイスの画面を改善し、色の品質とエネルギー効率を向上させます。

量子ドットの多様な応用は今後も存続し、想像を絶する領域で研究されています。科学は、適切な手を使えば、健康、教育、地球のケアに利益をもたらす技術を生み出してきました。