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在量子点阵列中使用咖啡环效应背后的原理

导读 如果不立即擦掉洒出的咖啡,则会留下边缘比其余部分更暗的污渍。这种现象称为咖啡环效应。利用这一原理,POSTECH 研究团队最近开发了一种...

如果不立即擦掉洒出的咖啡,则会留下边缘比其余部分更暗的污渍。这种现象称为咖啡环效应。利用这一原理,POSTECH 研究团队最近开发了一种排列纳米尺寸半导体晶体量子点 (QD) 的新方法。这种新的简单方法促进了显示面板的开发,其分辨率比传统的高 20 倍。

POSTECH研究团队——由机械工程与化学工程系Junsuk Rho教授,先进核工程系和机械工程系HangJin Jo和Moo Hwan Kim教授,先进核工程系Taeyang Han领导,和博士 机械工程系的候选人 Jaebum Noh——利用悬浮液蒸发时发生的现象开发了 QD 阵列。悬浮液是指固体颗粒分散和悬浮在其中的液体,如在泥水、墨水或油漆中。

几纳米大小的 QD 可以很好地跟随流体的流动。就像当一滴液滴在杯子的侧面流动时会留下咖啡渍一样,当含有 QD 的悬浮液蒸发时,颗粒会自动聚集在某些区域,例如毛细管流动引起的液滴边缘。

已经进行了许多尝试以利用该特性,但是获得适合显示器的亮度一直很困难。该产品的成本也很高,因为 QD 是使用昂贵的设备直接打印在基板上的。

为了克服这一限制,研究人员在悬浮蒸发过程中使用 V 形结构以非常小的像素形式排列 QD。当液体倾倒并蒸发时,QD 被驱动到 V 形的内部尖端并在那里积聚。

结果表明,用这种方法制作的QD像素亮度比对照组高20倍,均匀度高达98%以上。

“最近,家电行业正在电视滤色器中使用 QD,以获得明亮自然的图像,”Junsuk Rho 和 HangJin Jo 教授评论道。“使用本研究中开发的 QD 像素阵列方法,只需简单地喷涂悬浮液即可创建明亮的 QD 像素,无需昂贵的设备,从而降低了制造成本。

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