Des chercheurs du NDSU ont récemment développé une nouvelle méthode de création de points quantiques en silicium. Points quantiques, ou des nanocristaux, sont de minuscules morceaux de semi-conducteur à l'échelle nanométrique qui émettent de la lumière lorsque leurs électrons sont exposés à la lumière UV. L'application la plus courante des points quantiques est dans les écrans QLED. Par leur utilisation, les affichages numériques sont devenus plus lumineux et beaucoup plus minces, résultant en des améliorations à la télévision et, potentiellement, technologie du téléphone portable.

Parce que le silicium est abondant et non toxique, les points quantiques en silicium ont un attrait technologique unique. Les points quantiques de silicium sont actuellement utilisés pour des applications telles que des fenêtres qui restent transparentes tout en servant de collecteurs d'énergie photovoltaïques actifs, et ils sont prometteurs en médecine où les points quantiques sont recouverts de molécules organiques pour créer des biomarqueurs fluorescents non toxiques.

Alors que les méthodes traditionnelles de création de points quantiques en silicium nécessitent des matériaux dangereux tels que le tétrahydrure de silicium (silane) gazeux ou l'acide fluorhydrique, la recherche de l'équipe NDSU utilise une forme liquide de silicium pour fabriquer les minuscules particules à température ambiante en utilisant des composants relativement bénins.

L'équipe, dirigé par Erik Hobbie, professeur de physique, revêtements et matériaux polymères, et directeur du programme d'études supérieures en matériaux et nanotechnologie à NDSU, s'est appuyé sur les découvertes du professeur distingué de chimie NDSU Philip Boudjouk, qui a développé le précurseur liquide (cyclohexasilane ou Si6H12). L'ancien élève du NDSU, Todd Pringle, était le chercheur principal du projet. Pringle est le président de Lumacept Inc., une entreprise qui produit le seul revêtement disponible conçu pour refléter la lumière ultraviolette qui tue les germes, appelé UV-C. Lumacept aide actuellement les prestataires de soins de santé à décontaminer et à réutiliser leurs équipements de protection individuelle.

"Cette approche a le potentiel de porter la production de ces matériaux à un nouveau niveau de qualité et d'échelle, " dit Hobbie. " Je crois que c'est le meilleur travail auquel j'ai participé dans ma carrière et je suis très fier qu'il ait été fait au NDSU. " Le travail a été soutenu par la National Science Foundation.

Leur article de recherche "Bright Silicon Nanocrystals from a Liquid Precursor:Quasi-Direct Recombination with High Quantum Yield" a été publié par l'American Chemical Society dans le journal d'avril 2020 ACS Nano .