EO

Goedkope kwantumdot-halfgeleider werkt vrijwel perfect

20 maart 2019 om 13:15 uur

Een schematische representatie van kwantumdots die het licht uitzenden dat ze hebben geabsorbeerd. Beeld: Ella Marushchenko

Nanokristallen, oftewel kwantumdots, zijn veel gemakkelijker te maken dan monokristallen en dus goedkoper. Tot nu toe was hun kwaliteit echter lastig te meten. Onderzoekers van Stanford University, de universiteit van Berkeley en de Technische Universiteit Eindhoven hebben een meetmethode ontwikkeld die dit wel kan. En wat blijkt? Kwantumdots doen het bijzonder goed.


"Met behulp van deze nieuwe techniek zijn we in staat om goedkope en bijna- perfecte halfgeleiders te maken, die net zo goed zijn als de veel duurdere alternatieven", zegt Yoeri van de Burgt, universitair docent aan de faculteit van Werktuigbouwkunde van de TU/e, en mede-auteur van het wetenschappelijke artikel dat onlangs werd gepubliceerd in Science.


De onderzoekers hebben vooral gekeken naar de luminescentie-efficiëntie van kwantumdots: een belangrijke indicatie voor de kwaliteit van halfgeleiders. Volgens Paul Alivisatos, hoogleraar Nanowetenschap en nanotechnologie aan Berkeley en onderzoeksleider, maakt de meettechniek de weg vrij voor nieuwe technologieën en materialen waarbij precieze kennis van de efficiëntie van halfgeleiders een absolute must is. "Deze nanokristallen zijn zo efficiënt dat je met de oude meetmethoden niet kon meten hoe goed ze zijn", zegt Alivisatos. "Hiermee zijn in de toekomst toepassingen mogelijk die materialen vergen met een luminescentie-efficiëntie van ruim boven de 99%. De meeste daarvan zijn nu nog niet eens uitgevonden".

 

Makkelijk te manipuleren

Kwantumdots zijn heel gemakkelijk te manipuleren. Als je hun omvang wijzigt, verandert ook de golflengte van het uitgestraalde licht. Dat is een nuttige eigenschap bij toepassingen die kleur gebruiken, zoals tv's, computers en markers voor biologische monsters. Ook zijn ze vanwege hun kleine omvang relatief goedkoop te produceren.


Maar er zijn ook nadelen. Kwantumdots zijn zo klein dat je er miljarden van nodig hebt om het werk te doen van één volmaakt monokristal. En hoe meer kwantumdots je maakt, hoe groter de kans dat er iets misgaat, met alle gevolgen van dien voor de kwaliteit.

 

Bestaande meettechnieken wezen er al op dat halfgeleiders van kwantumdots mogelijk zeer efficiënt zijn, met een luminescentie-efficiëntie van meer dan 99%. Maar de onderzoekers hadden een nieuwe methode nodig om precies te meten hoe efficiënt deze nanokristallen precies zijn. Daarvoor gebruikten ze een techniek die in plaats van de uitgestraalde lichtdeeltjes de restwarmte meet van aangeslagen kwantumdots. Restwarmte is namelijk een indicatie van niet-efficiënte uitstraling. Deze meetmethode, die gangbaar is bij andere materialen, bleek honderd keer zo precies als andere opties. De onderzoekers ontdekten dat groepjes kwantumdots gemiddeld 99,6% van het opgenomen licht weer uitstralen (met een foutmarge van 0,2 procentpunt in beide richtingen). Dat is vergelijkbaar met de emissie van de beste monokristallen.

 

Robuust

Anders dan gevreesd, blijken de kwantumdots verrassend robuust te zijn. Bovendien kunnen met de meetmethode voor het eerst de verschillende kwantumdotstructuren met elkaar worden vergeleken.

 


 

Bekijk hier de roadmaps voor de halfgeleiderindustrie 


 

 

 

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
MGBS de slanke versie binnen de MGB serie

Ter aanvulling op de MGB serie heeft EUCHNER de MGBS uitgebracht, die uitkomst biedt op plaatsen met weinig ruimte en op...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

18 april 2019, Eindhoven

3i-Event 2019

Op 18 april organiseert TW voor de tweede maal het 3i-Event over Ideas, Intellectual property &...

23 april 2019, Vianen

Masterclass Machineveiligheid ( 4-dagen)

23,24,30 april en 1mei 2019

Meer agendapunten »