ક્વોન્ટમ બિંદુઓ મેળવવી. ક્વોન્ટમ ડોટ એલઇડી - ડિસ્પ્લે બનાવવા માટેની નવી ટેકનોલોજી

આંતરરાષ્ટ્રીય પ્રદર્શનોમાં ઘણી નવી ડિસ્પ્લે ટેક્નોલોજીઓનું નિદર્શન કરવામાં આવી રહ્યું છે, પરંતુ તે તમામ વ્યવહારુ નથી અથવા સફળ વ્યાવસાયિક અમલીકરણ માટે યોગ્ય ક્ષમતાઓ ધરાવતી નથી. સુખદ અપવાદોમાંની એક ક્વોન્ટમ ડોટ ટેક્નોલોજી છે, જે એલસીડી ડિસ્પ્લેની બેકલાઇટમાં પહેલેથી જ ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ તકનીકી નવીનતા વિશે વધુ વિગતવાર વાત કરવી યોગ્ય છે.

ક્વોન્ટમ બિંદુઓ

ક્વોન્ટમ બિંદુઓ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના નેનોપાર્ટિકલ્સ છે. તેમના પરિમાણો તેમના કદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: જેમ જેમ ક્રિસ્ટલનું કદ ઘટે છે તેમ તેમ ઊર્જા સ્તરો વચ્ચેનું અંતર વધે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન વધુ તરફ જાય છે નીચું સ્તર, એક ફોટોન ઉત્સર્જિત થાય છે. ડોટનું કદ બદલીને, તમે ફોટોન ઊર્જાને સમાયોજિત કરી શકો છો અને પરિણામે, પ્રકાશનો રંગ.

આ કોઈ નવી શોધ નથી, હકીકતમાં, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ ત્રીસ વર્ષ પહેલાં બનાવવામાં આવ્યા હતા. પરંતુ તાજેતરમાં સુધી તેઓ ફક્ત વિશેષમાં ઉપયોગમાં લેવાતા હતા વૈજ્ઞાનિક સાધનોપ્રયોગશાળાઓમાં. કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ એ માઇક્રોસ્કોપિક તત્વો છે જે સાંકડી તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરવામાં સક્ષમ છે. તદુપરાંત, તેમના કદના આધારે, પ્રકાશ લીલો, લાલ અથવા વાદળી હોઈ શકે છે.

તેમનું કદ બદલીને, તમે ઉત્સર્જિત પ્રકાશની તરંગલંબાઇને બારીકાઈથી નિયંત્રિત કરી શકો છો. આધુનિક ટીવી મોડલ્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતી આ ટેક્નોલોજી 2004ની છે, જ્યારે QD વિઝન કંપનીની સ્થાપના થઈ હતી. શરૂઆતમાં, આ સંશોધન પ્રયોગશાળાના કર્મચારીઓએ વિવિધ જૈવિક પ્રણાલીઓને ચિહ્નિત કરતી વખતે કાર્બનિક રંગોને બદલવા માટે ક્વોન્ટમ બિંદુઓનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો, પરંતુ પછી તેઓએ ટેલિવિઝન પર ટેક્નોલોજી અજમાવવાનું નક્કી કર્યું.

જાણીતી કંપનીઓ ટૂંક સમયમાં આ વિચારમાં જોડાઈ. ખાસ કરીને, 2010 માં, સંશોધકોએ QLED પ્રોજેક્ટ પર LG સાથે મળીને કામ કર્યું હતું. જો કે, એલસીડી ટીવીના સંબંધમાં ટેક્નોલોજીનો ખ્યાલ સતત ફેરફારોને આધિન હતો, તેનું કાર્યકારી નામ પણ ઘણી વખત બદલાયું. એક વર્ષ પછી, સેમસંગના સહયોગથી, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ પર આધારિત રંગીન સ્ક્રીનનો પ્રોટોટાઇપ બનાવવામાં આવ્યો. જો કે, તે શ્રેણીમાં ગયો ન હતો. આ ખ્યાલનું નવીનતમ અમલીકરણ સોનીની કલર આઈક્યુ ટેક્નોલોજીનો એક ભાગ છે, જેણે ટ્રિલુમિનોસ બેકલિટ સ્ક્રીન રજૂ કરી હતી.

જેમ તમે જાણો છો, બધા LCD ટીવી મૂળભૂત રંગો - લાલ, લીલો અને વાદળી (RGB મોડેલ) નું મિશ્રણ કરીને ચિત્ર બનાવે છે. કેટલીકવાર પીળો ઉમેરવામાં આવે છે, જે, જો કે, એલસીડી સ્ક્રીન પર છબીઓ બનાવવાની સિસ્ટમને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરતું નથી. એલસીડી ટીવીમાં આરજીબી કલર મિક્સિંગ કલર ફિલ્ટર્સ અને ઇનનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે પ્લાઝ્મા પેનલ્સ- ફોસ્ફર માટે આભાર.

ક્લાસિક એલસીડી મોડલ્સમાં, "સફેદ" એલઇડીનો ઉપયોગ બેકલાઇટ તરીકે થાય છે. સફેદ સ્પેક્ટ્રમમાંનો રંગ, રંગ ફિલ્ટર્સમાંથી પસાર થાય છે, ચોક્કસ શેડ આપે છે. વધુ અદ્યતન મોડલ્સ ફોસ્ફર એલઈડીનો ઉપયોગ કરે છે જે વાદળી પ્રદેશમાં પ્રકાશ ફેંકે છે. આ પ્રકાશ પછી પીળા રંગમાં ભળીને દૃષ્ટિની સફેદ બને છે. સમાન સફેદ રંગોમાંથી સ્ક્રીન પર બનાવવા માટે, અનુક્રમે, લાલ, વાદળી અને લીલા, પ્રકાશ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ તદ્દન અસરકારક છે, પરંતુ હજુ પણ ઘણી ઊર્જા વેડફાય છે. વધુમાં, અહીં ઇજનેરોએ રંગ રેન્ડરિંગ ગુણવત્તા અને બેકલાઇટ બ્રાઇટનેસ વચ્ચે ચોક્કસ સંતુલન શોધવું પડશે.

ક્વોન્ટમ ડોટ ટીવીના ફાયદા

બે વર્ષ પહેલાં, સોનીએ પ્રથમ વખત ટ્રિલ્યુમિનોસ બેકલાઇટ સાથે ટેલિવિઝન ઉપકરણોના સામૂહિક-ઉત્પાદિત મોડલ રજૂ કર્યા હતા, જેમાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓ લાગુ કરવામાં આવે છે. આ, ખાસ કરીને, KD-65X9000A છે. બેકલાઇટ વાદળી ડાયોડનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ ત્યાં કોઈ પીળો ફોસ્ફર નથી. પરિણામે, વાદળી પ્રકાશ, મિશ્રણ કર્યા વિના, સીધો જ વિશિષ્ટ IQ તત્વમાંથી પસાર થાય છે જેમાં લાલ અને લીલા ક્વોન્ટમ બિંદુઓ હોય છે. ઉત્પાદક ટેક્નોલૉજીના મુખ્ય ફાયદાઓને વધુ ઊંડા રંગ પ્રસ્તુતિ અને તેજમાં થતા નુકસાનને ઘટાડવા કહે છે.

એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે, LED બેકલાઇટિંગની તુલનામાં, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ વધારો પ્રદાન કરશે રંગ શ્રેણીલગભગ 50 ટકા. ટ્રિલુમિનોસ બેકલાઇટિંગ સાથેના નવા સોની ટીવીમાં કલર ગમટ 100% NTSC ની નજીક છે, જ્યારે રેગ્યુલર બેકલાઇટિંગવાળા મોડલ્સમાં લગભગ 70% NTSC છે. આમ, એવું કહી શકાય કે ક્વોન્ટમ ડોટ બેકલીટ ટીવી ખરેખર ઇમેજ ગુણવત્તા સુધારી શકે છે, રંગ પ્રજનનને વધુ વાસ્તવિક બનાવે છે.

પરંતુ કેટલું વધુ વાસ્તવિક? છેવટે, તે જાણીતું છે કે સમાન સોની ટીવીમાં રંગોને મિશ્રિત કરતા સામાન્ય ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને ચિત્ર બનાવવામાં આવે છે? આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવાનું ખૂબ મુશ્કેલ છે; કોઈ પણ સંજોગોમાં, નવી બેકલાઇટ સાથેના પ્રથમ સોની ટીવીના ખુશ માલિકો નોંધે છે કે સ્ક્રીન પરની છબી શુદ્ધ રંગીન પેઇન્ટથી દોરવામાં આવેલી પેઇન્ટિંગ જેવી લાગે છે.


હકીકત એ છે કે અન્ય અગ્રણી કંપનીઓ તરત જ આ તકનીકી નવીનતાના અમલીકરણમાં જોડાઈ છે તે હકીકતની પુષ્ટિ કરે છે કે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ ફક્ત માર્કેટિંગ યુક્તિ નથી. CES 2015 માં, સેમસંગે SUHD ટીવી રજૂ કર્યા, જેણે સમાન તકનીકનો પણ અમલ કર્યો. તે નોંધ્યું છે કે નવા ટીવી વધુ પ્રદાન કરે છે ઉચ્ચ ગુણવત્તા OLED મૉડલ્સ કરતાં ઓછી કિંમતે છબીઓ. એલજીએ અલ્ટ્રા એચડી પ્રદર્શનમાં ક્વોન્ટમ ડોટ ટેક્નોલોજી સાથે ટીવી પણ રજૂ કર્યા હતા.

OLED સાથે સરખામણી આકસ્મિક નથી. છેવટે, ઘણી કંપનીઓએ આધુનિક ટીવીની ઇમેજ ક્વોલિટી સુધારવાના માર્ગ તરીકે સૌપ્રથમ OLED ટેક્નોલોજી તરફ વળ્યા, પરંતુ તેમને શ્રેણીમાં લોન્ચ કરતી વખતે તેમના ઉત્પાદનમાં સમસ્યાઓનો સામનો કરવો પડ્યો. આ ખાસ કરીને મોટી સ્ક્રીન કર્ણ અને અલ્ટ્રા-હાઇ રિઝોલ્યુશનવાળા OLED ટીવી માટે સાચું છે.

ક્વોન્ટમ ડોટ્સના રૂપમાં, એક પ્રકારનો બેકઅપ વિકલ્પ મળ્યો - આવા ટીવી પરનો રંગ ગમટ લગભગ OLED ડિસ્પ્લેની જેમ જ સારો છે, અને તકનીકીના ઔદ્યોગિક વિકાસમાં વ્યવહારીક રીતે કોઈ સમસ્યા નથી. આનાથી કંપનીઓ એવા ટીવીનું ઉત્પાદન કરી શકે છે જે પોસાય તેમ રહીને ચિત્રની ગુણવત્તામાં OLED ટેકનોલોજીને ટક્કર આપશે વિશાળ વર્તુળ સુધીગ્રાહકો

20મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં દેખાતી અસંખ્ય સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક પદ્ધતિઓ - ઇલેક્ટ્રોન અને અણુ બળ માઇક્રોસ્કોપી, ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી - એવું લાગે છે કે પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી લાંબા સમય પહેલા "નિવૃત્ત" થઈ ગઈ હતી. જો કે, ફ્લોરોસેન્સ ઘટનાના કુશળ ઉપયોગે એક કરતા વધુ વખત "નિવૃત્ત"નું જીવન વધાર્યું. આ લેખ વિશે વાત કરશે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ(ફ્લોરોસન્ટ સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટલ્સ), જેણે ઓપ્ટિકલ માઈક્રોસ્કોપીમાં નવી તાકાતનો શ્વાસ લીધો હતો અને કુખ્યાત વિવર્તન મર્યાદાની બહાર જોવાનું શક્ય બનાવ્યું હતું. અનન્ય ભૌતિક ગુણધર્મોક્વોન્ટમ બિંદુઓ તેમને જૈવિક પદાર્થોના અલ્ટ્રાસેન્સિટિવ મલ્ટીકલર રેકોર્ડિંગ માટે તેમજ મેડિકલ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ માટે એક આદર્શ સાધન બનાવે છે.

કાર્ય વિશે વિચારો આપે છે ભૌતિક સિદ્ધાંતો, ક્વોન્ટમ બિંદુઓના અનન્ય ગુણધર્મોને વ્યાખ્યાયિત કરવા, નેનોક્રિસ્ટલ્સના ઉપયોગ માટેના મુખ્ય વિચારો અને સંભાવનાઓ અને પહેલેથી જ વિશે વાત કરે છે. પ્રાપ્ત કરેલ સિદ્ધિઓજીવવિજ્ઞાન અને દવામાં તેમની અરજીઓ. આ લેખ માં હાથ ધરાયેલા સંશોધનના પરિણામો પર આધારિત છે તાજેતરના વર્ષોઇન્સ્ટિટ્યુટ ઓફ બાયોઓર્ગેનિક કેમિસ્ટ્રીના મોલેક્યુલર બાયોફિઝિક્સની લેબોરેટરીમાં નામ આપવામાં આવ્યું છે. એમએમ. શેમ્યાકિન અને યુ.એ. ઓવચિનીકોવા યુનિવર્સિટી ઓફ રીમ્સ અને બેલારુસિયન સાથે મળીને સ્ટેટ યુનિવર્સિટી, કેન્સર અને સ્વયંપ્રતિરક્ષા બિમારીઓ સહિત ક્લિનિકલ ડાયગ્નોસ્ટિક્સના વિવિધ ક્ષેત્રો માટે બાયોમાર્કર તકનીકની નવી પેઢી વિકસાવવા તેમજ ઘણા બાયોમેડિકલ પરિમાણોના એક સાથે રેકોર્ડિંગ માટે નવા પ્રકારના નેનોસેન્સર્સ બનાવવાનો હેતુ છે. કૃતિનું મૂળ સંસ્કરણ નેચરમાં પ્રકાશિત થયું હતું; અમુક અંશે, લેખ IBCh RAS ના યુવા વૈજ્ઞાનિકોની કાઉન્સિલના બીજા સેમિનાર પર આધારિત છે.. - એડ.

ભાગ I, સૈદ્ધાંતિક

આકૃતિ 1. નેનોક્રિસ્ટલ્સમાં અલગ ઊર્જા સ્તર."સોલિડ" સેમિકન્ડક્ટર ( બાકી) પાસે વેલેન્સ બેન્ડ અને બેન્ડ ગેપ દ્વારા અલગ થયેલ વહન બેન્ડ છે ઇ જી. સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટલ ( અધિકાર) એક અણુના ઉર્જા સ્તરોની જેમ અલગ ઊર્જા સ્તરો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. નેનોક્રિસ્ટલમાં ઇ જીકદનું કાર્ય છે: નેનોક્રિસ્ટલના કદમાં વધારો ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે ઇ જી.

કણોનું કદ ઘટાડવું એ સામગ્રીના ખૂબ જ અસામાન્ય ગુણધર્મોના અભિવ્યક્તિ તરફ દોરી જાય છે જેમાંથી તે બનાવવામાં આવે છે. આનું કારણ ક્વોન્ટમ યાંત્રિક અસરો છે જે ઊભી થાય છે જ્યારે ચાર્જ કેરિયર્સની હિલચાલ અવકાશી રીતે મર્યાદિત હોય છે: આ કિસ્સામાં વાહકોની ઊર્જા અલગ બની જાય છે. અને ઉર્જા સ્તરોની સંખ્યા, જેમ કે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ શીખવે છે, "સંભવિત કૂવા" ના કદ પર, સંભવિત અવરોધની ઊંચાઈ અને ચાર્જ કેરિયરના સમૂહ પર આધાર રાખે છે. "કુવા" ના કદમાં વધારો થવાથી ઉર્જા સ્તરોની સંખ્યામાં વધારો થાય છે, જે એકબીજાની વધુને વધુ નજીક બને છે જ્યાં સુધી તેઓ મર્જ ન થાય અને ઉર્જા સ્પેક્ટ્રમ "નક્કર" બને (ફિગ. 1). ચાર્જ કેરિયર્સની હિલચાલ એક કોઓર્ડિનેટ (ક્વોન્ટમ ફિલ્મોની રચના), બે કોઓર્ડિનેટ્સ (ક્વોન્ટમ વાયર અથવા થ્રેડો) સાથે અથવા ત્રણેય દિશામાં મર્યાદિત હોઈ શકે છે - આ હશે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ(સીટી).

સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટલ્સ એ મોલેક્યુલર ક્લસ્ટરો અને "સોલિડ" સામગ્રી વચ્ચેની મધ્યવર્તી રચનાઓ છે. મોલેક્યુલર, નેનોક્રિસ્ટલાઇન અને નક્કર સામગ્રી વચ્ચેની સીમાઓ સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત નથી; જો કે, કણ દીઠ 100 ÷ 10,000 અણુઓની શ્રેણીને નેનોક્રિસ્ટલ્સની "ઉપલી મર્યાદા" તરીકે કામચલાઉ રીતે ગણી શકાય. ઉપલી મર્યાદા તે કદને અનુરૂપ છે જેના માટે ઊર્જા સ્તરો વચ્ચેનું અંતરાલ થર્મલ સ્પંદનોની ઊર્જા કરતાં વધી જાય છે kT (k- બોલ્ટ્ઝમેન સતત, ટી- તાપમાન) જ્યારે ચાર્જ કેરિયર્સ મોબાઈલ બની જાય છે.

"સતત" સેમિકન્ડક્ટર્સમાં ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્તેજિત પ્રદેશો માટે કુદરતી લંબાઈનો સ્કેલ બોહર એક્સિટન ત્રિજ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. a x, જે ઈલેક્ટ્રોન ( ) અને છિદ્ર (h). તીવ્રતાના ક્રમના નેનોક્રિસ્ટલ્સમાં a x પોતે માપદંપતીની ગોઠવણીને પ્રભાવિત કરવાનું શરૂ કરે છે e–hઅને તેથી એક્સિટનનું કદ. તે તારણ આપે છે કે આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોનિક ઊર્જા સીધી નેનોક્રિસ્ટલના કદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે - આ ઘટનાને "ક્વોન્ટમ કેદ અસર" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ અસરનો ઉપયોગ કરીને, નેનોક્રિસ્ટલના બેન્ડ ગેપને નિયંત્રિત કરવું શક્ય છે ( ઇ જી), ફક્ત કણોનું કદ બદલીને (કોષ્ટક 1).

ક્વોન્ટમ બિંદુઓના અનન્ય ગુણધર્મો

ભૌતિક પદાર્થ તરીકે, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ ઘણા લાંબા સમયથી જાણીતા છે, જે આજે સઘન રીતે વિકસિત થઈ રહેલા સ્વરૂપોમાંનું એક છે. હેટરોસ્ટ્રક્ચર્સ. કોલોઇડલ નેનોક્રિસ્ટલ્સના રૂપમાં ક્વોન્ટમ ડોટ્સની ખાસિયત એ છે કે દરેક ટપકું દ્રાવકમાં સ્થિત એક અલગ અને મોબાઇલ ઑબ્જેક્ટ છે. આવા નેનોક્રિસ્ટલ્સનો ઉપયોગ વિવિધ એસોસિએટ્સ, હાઇબ્રિડ, ઓર્ડર્ડ લેયર્સ વગેરેના નિર્માણ માટે થઈ શકે છે, જેના આધારે ઇલેક્ટ્રોનિક અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઘટકો, દ્રવ્યના માઇક્રોવોલ્યુમ્સમાં વિશ્લેષણ માટે પ્રોબ્સ અને સેન્સર્સ, વિવિધ ફ્લોરોસન્ટ, કેમિલ્યુમિનેસન્ટ અને ફોટોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ નેનોસ્ટ્રક્ચરનું નિર્માણ કરવામાં આવે છે. .

વિવિધમાં સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટલ્સના ઝડપી પ્રવેશનું કારણ વિવિધ વિસ્તારોવિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી તેમની વિશિષ્ટ ઓપ્ટિકલ લાક્ષણિકતાઓ છે:

  • સાંકડી સપ્રમાણ ફ્લોરોસેન્સ પીક (ઓર્ગેનિક રંગોથી વિપરીત, જે લાંબી-તરંગ "પૂંછડી" ની હાજરી દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે; ફિગ. 2, બાકી), જેની સ્થિતિ નેનોક્રિસ્ટલ કદ અને તેની રચનાની પસંદગી દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે (ફિગ. 3);
  • વિશાળ ઉત્તેજના બેન્ડ, જે એક રેડિયેશન સ્ત્રોત સાથે વિવિધ રંગોના નેનોક્રિસ્ટલ્સને ઉત્તેજિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે (ફિગ. 2, બાકી). મલ્ટીકલર કોડિંગ સિસ્ટમ બનાવતી વખતે આ ફાયદો મૂળભૂત છે;
  • ઉચ્ચ ફ્લોરોસેન્સ બ્રાઇટનેસ, ઉચ્ચ લુપ્તતા મૂલ્ય અને ઉચ્ચ ક્વોન્ટમ ઉપજ દ્વારા નિર્ધારિત (CdSe/ZnS નેનોક્રિસ્ટલ્સ માટે - 70% સુધી);
  • અનન્ય રીતે ઉચ્ચ ફોટોસ્ટેબિલિટી (ફિગ. 2, અધિકાર), જે ઉચ્ચ શક્તિ ઉત્તેજના સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

આકૃતિ 2. સ્પેક્ટ્રલ ગુણધર્મોકેડમિયમ-સેલેનિયમ (CdSe) ક્વોન્ટમ બિંદુઓ. ડાબે:વિવિધ રંગોના નેનોક્રિસ્ટલ્સ એક સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્તેજિત થઈ શકે છે (તીર 488 એનએમની તરંગલંબાઇ સાથે આર્ગોન લેસર સાથે ઉત્તેજના સૂચવે છે). ઇનસેટ એક પ્રકાશ સ્ત્રોત (યુવી લેમ્પ) દ્વારા ઉત્તેજિત વિવિધ કદના (અને, તે મુજબ, રંગો) CdSe/ZnS નેનોક્રિસ્ટલ્સનું ફ્લોરોસેન્સ દર્શાવે છે. જમણે:અન્ય સામાન્ય રંગોની તુલનામાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓ અત્યંત ફોટોસ્ટેબલ હોય છે, જે ફ્લોરોસેન્સ માઈક્રોસ્કોપમાં પારાના દીવાના બીમ હેઠળ ઝડપથી ક્ષીણ થઈ જાય છે.

આકૃતિ 3. માંથી ક્વોન્ટમ બિંદુઓના ગુણધર્મો વિવિધ સામગ્રી. ઉપર:વિવિધ સામગ્રીમાંથી બનાવેલ નેનોક્રિસ્ટલ્સની ફ્લોરોસેન્સ રેન્જ. નીચે:વિવિધ કદના CdSe ક્વોન્ટમ બિંદુઓ 460–660 nm ની સમગ્ર દૃશ્યમાન શ્રેણીને આવરી લે છે. નીચે જમણે:સ્થિર ક્વોન્ટમ ડોટનું ડાયાગ્રામ, જ્યાં "કોર" સેમિકન્ડક્ટર શેલ અને રક્ષણાત્મક પોલિમર સ્તર સાથે આવરી લેવામાં આવે છે.

ટેકનોલોજી પ્રાપ્ત

નેનોક્રિસ્ટલ્સનું સંશ્લેષણ પૂર્વવર્તી સંયોજનોના ઝડપી ઇન્જેક્શન દ્વારા પ્રતિક્રિયા માધ્યમમાં કરવામાં આવે છે ઉચ્ચ તાપમાન(300–350 °C) અને અનુગામી પ્રમાણમાં નીચા તાપમાને (250–300 °C) નેનોક્રિસ્ટલ્સની ધીમી વૃદ્ધિ. "ફોકસિંગ" સિન્થેસિસ મોડમાં, નાના કણોનો વિકાસ દર મોટા કણોના વિકાસ દર કરતા વધારે છે, પરિણામે નેનોક્રિસ્ટલ કદમાં ફેલાવો ઘટે છે.

નિયંત્રિત સંશ્લેષણ તકનીક નેનોક્રિસ્ટલ્સની એનિસોટ્રોપીનો ઉપયોગ કરીને નેનોપાર્ટિકલ્સના આકારને નિયંત્રિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. ચોક્કસ સામગ્રીનું લાક્ષણિક સ્ફટિક માળખું (ઉદાહરણ તરીકે, CdSe ષટ્કોણ પેકિંગ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે - wurtzite, Fig. 3) "પસંદગીની" વૃદ્ધિ દિશાઓ મધ્યસ્થી કરે છે જે નેનોક્રિસ્ટલ્સનો આકાર નક્કી કરે છે. આ રીતે નેનોરોડ્સ અથવા ટેટ્રાપોડ્સ મેળવવામાં આવે છે - નેનોક્રિસ્ટલ્સ ચાર દિશામાં વિસ્તરેલ છે (ફિગ. 4).

આકૃતિ 4. અલગ આકાર CdSe નેનોક્રિસ્ટલ્સ. ડાબે: CdSe/ZnS ગોળાકાર નેનોક્રિસ્ટલ્સ (ક્વોન્ટમ બિંદુઓ); કેન્દ્રમાં:સળિયા આકારની (ક્વોન્ટમ સળિયા). જમણે:ટેટ્રાપોડ્સના સ્વરૂપમાં. (ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી. માર્ક - 20 એનએમ.)

વ્યવહારિક એપ્લિકેશનમાં અવરોધો

જૂથ II-VI સેમિકન્ડક્ટરમાંથી બનેલા નેનોક્રિસ્ટલ્સના વ્યવહારિક ઉપયોગ પર સંખ્યાબંધ નિયંત્રણો છે. પ્રથમ, તેમની લ્યુમિનેસેન્સ ક્વોન્ટમ ઉપજ નોંધપાત્ર રીતે પર્યાવરણના ગુણધર્મો પર આધારિત છે. બીજું, નેનોક્રિસ્ટલ્સના "ન્યુક્લી" ની સ્થિરતા જલીય ઉકેલોપણ નાના. સમસ્યા સપાટી "ખામીઓ" માં રહેલી છે જે બિન-રેડિએટીવ પુનઃસંયોજન કેન્દ્રોની ભૂમિકા ભજવે છે અથવા ઉત્સાહિત લોકો માટે "ફાંસ" ની ભૂમિકા ભજવે છે. e–hવરાળ

આ સમસ્યાઓને દૂર કરવા માટે, ક્વોન્ટમ બિંદુઓને વિશાળ-અંતર સામગ્રીના અનેક સ્તરો ધરાવતા શેલમાં બંધ કરવામાં આવે છે. આ તમને અલગ કરવાની મંજૂરી આપે છે e-hન્યુક્લિયસમાં જોડી, તેના જીવનકાળમાં વધારો, બિન-કિરણોત્સર્ગી પુનઃસંયોજન ઘટાડે છે, અને તેથી ફ્લોરોસેન્સ અને ફોટોસ્ટેબિલિટીની ક્વોન્ટમ ઉપજમાં વધારો કરે છે.

આ સંદર્ભે, આજની તારીખમાં, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ફ્લોરોસન્ટ નેનોક્રિસ્ટલ્સમાં કોર/શેલ માળખું છે (ફિગ. 3). CdSe/ZnS નેનોક્રિસ્ટલ્સના સંશ્લેષણ માટે વિકસિત પ્રક્રિયાઓ 90% ની ક્વોન્ટમ ઉપજ પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે, જે શ્રેષ્ઠ કાર્બનિક ફ્લોરોસન્ટ રંગોની નજીક છે.

ભાગ II: કોલોઇડલ નેનોક્રિસ્ટલ્સના સ્વરૂપમાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓની એપ્લિકેશન

દવા અને જીવવિજ્ઞાનમાં ફ્લોરોફોર્સ

QDs ના અનન્ય ગુણધર્મો જૈવિક પદાર્થોને લેબલિંગ અને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવા માટે લગભગ તમામ સિસ્ટમોમાં તેનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે (માત્ર ફ્લોરોસન્ટ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર લેબલ્સને બાદ કરતાં, આનુવંશિક રીતે વ્યક્ત - જાણીતા ફ્લોરોસન્ટ પ્રોટીન).

જૈવિક પદાર્થો અથવા પ્રક્રિયાઓની કલ્પના કરવા માટે, QD ને ઑબ્જેક્ટમાં સીધા અથવા "સીવેલું" ઓળખાણ પરમાણુઓ (સામાન્ય રીતે એન્ટિબોડીઝ અથવા ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ) સાથે દાખલ કરી શકાય છે. નેનોક્રિસ્ટલ્સ તેમના ગુણધર્મો અનુસાર સમગ્ર ઑબ્જેક્ટમાં પ્રવેશ કરે છે અને વિતરિત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ કદના નેનોક્રિસ્ટલ્સ વિવિધ રીતે જૈવિક પટલમાં પ્રવેશ કરે છે, અને કારણ કે કદ ફ્લોરોસેન્સનો રંગ નક્કી કરે છે, તેથી ઑબ્જેક્ટના વિવિધ વિસ્તારો પણ અલગ રીતે રંગીન હોય છે (ફિગ. 5). નેનોક્રિસ્ટલ્સની સપાટી પર માન્યતાના પરમાણુઓની હાજરી લક્ષ્યાંકિત બંધન માટે પરવાનગી આપે છે: ઇચ્છિત ઑબ્જેક્ટ (ઉદાહરણ તરીકે, ગાંઠ) આપેલ રંગથી દોરવામાં આવે છે!

આકૃતિ 5. રંગીન વસ્તુઓ. ડાબે:માનવ ફેગોસાઇટ THP-1 કોષોમાં સેલ્યુલર સાયટોસ્કેલેટન અને ન્યુક્લિયસના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની પૃષ્ઠભૂમિ સામે ક્વોન્ટમ બિંદુઓના વિતરણની મલ્ટીકલર કોન્ફોકલ ફ્લોરોસન્ટ છબી. નેનોક્રિસ્ટલ્સ ઓછામાં ઓછા 24 કલાક સુધી કોષોમાં ફોટોસ્ટેબલ રહે છે અને કોષની રચના અને કાર્યમાં વિક્ષેપ પેદા કરતા નથી. જમણે:ગાંઠ વિસ્તારમાં RGD પેપ્ટાઈડ સાથે "ક્રોસ-લિંક્ડ" નેનોક્રિસ્ટલ્સનું સંચય (તીર). જમણી બાજુએ નિયંત્રણ છે, પેપ્ટાઇડ વિનાના નેનોક્રિસ્ટલ્સ રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા (CdTe નેનોક્રિસ્ટલ્સ, 705 nm).

સ્પેક્ટ્રલ કોડિંગ અને "લિક્વિડ માઇક્રોચિપ્સ"

પહેલેથી જ સૂચવ્યા મુજબ, નેનોક્રિસ્ટલ્સનું ફ્લોરોસેન્સ શિખર સાંકડું અને સપ્રમાણ છે, જે વિવિધ રંગોના નેનોક્રિસ્ટલ્સ (દૃશ્યમાન શ્રેણીમાં દસ રંગો સુધી) ના ફ્લોરોસેન્સ સિગ્નલને વિશ્વસનીય રીતે અલગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. તેનાથી વિપરિત, નેનોક્રિસ્ટલ્સનું શોષણ બેન્ડ વિશાળ છે, એટલે કે, તમામ રંગોના નેનોક્રિસ્ટલ્સ એક પ્રકાશ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્તેજિત થઈ શકે છે. આ ગુણધર્મો, તેમજ તેમની ઉચ્ચ ફોટોસ્ટેબિલિટી, ક્વોન્ટમ બિંદુઓને ઑબ્જેક્ટના મલ્ટીકલર સ્પેક્ટ્રલ કોડિંગ માટે આદર્શ ફ્લોરોફોર્સ બનાવે છે - બાર કોડની જેમ, પરંતુ મલ્ટીકલર અને "અદ્રશ્ય" કોડ્સનો ઉપયોગ કરીને જે ઇન્ફ્રારેડ પ્રદેશમાં ફ્લોરોસેસ થાય છે.

હાલમાં, "લિક્વિડ માઈક્રોચિપ્સ" શબ્દનો વધુને વધુ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ક્લાસિક ફ્લેટ ચિપ્સની જેમ, જ્યાં ડિટેક્શન તત્વો પ્લેનમાં સ્થિત હોય છે, નમૂનાના માઇક્રોવોલ્યુમ્સનો ઉપયોગ કરીને એકસાથે ઘણા પરિમાણોનું વિશ્લેષણ કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. પ્રવાહી માઇક્રોચિપ્સનો ઉપયોગ કરીને સ્પેક્ટ્રલ કોડિંગનો સિદ્ધાંત આકૃતિ 6 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે. દરેક માઇક્રોચિપ તત્વમાં ચોક્કસ રંગોના QD ની ચોક્કસ માત્રા હોય છે, અને એન્કોડેડ વિકલ્પોની સંખ્યા ઘણી મોટી હોઇ શકે છે!

આકૃતિ 6. સ્પેક્ટ્રલ કોડિંગ સિદ્ધાંત. ડાબે:"નિયમિત" ફ્લેટ માઇક્રોચિપ. જમણે:“લિક્વિડ માઇક્રોચિપ”, જેમાંના દરેક તત્વમાં ચોક્કસ રંગોના QD ની ચોક્કસ માત્રા હોય છે. મુ nફ્લોરોસેન્સ તીવ્રતા સ્તર અને mરંગો, એન્કોડેડ વિકલ્પોની સૈદ્ધાંતિક સંખ્યા છે n m−1. તેથી, 5-6 રંગો અને 6 તીવ્રતા સ્તરો માટે, આ 10,000–40,000 વિકલ્પો હશે.

આવા એન્કોડેડ માઇક્રોએલિમેન્ટ્સનો ઉપયોગ કોઈપણ ઑબ્જેક્ટના ડાયરેક્ટ ટેગિંગ માટે થઈ શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, સિક્યોરિટીઝ). જ્યારે પોલિમર મેટ્રિસીસમાં એમ્બેડ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે અત્યંત સ્થિર અને ટકાઉ હોય છે. એપ્લિકેશનનું બીજું પાસું પ્રારંભિક નિદાન પદ્ધતિઓના વિકાસમાં જૈવિક પદાર્થોની ઓળખ છે. સંકેત અને ઓળખ પદ્ધતિ એ છે કે માઇક્રોચિપના દરેક સ્પેક્ટ્રલી એન્કોડેડ તત્વ સાથે ચોક્કસ ઓળખ પરમાણુ જોડાયેલ છે. સોલ્યુશનમાં બીજું ઓળખાણ પરમાણુ છે, જેના માટે સિગ્નલ ફ્લોરોફોર "સીવેલું" છે. માઇક્રોચિપ ફ્લોરોસેન્સ અને સિગ્નલ ફ્લોરોફોરનો એક સાથે દેખાવ એ વિશ્લેષણ કરેલ મિશ્રણમાં અભ્યાસ કરેલ ઑબ્જેક્ટની હાજરી સૂચવે છે.

ફ્લો સાયટોમેટ્રીનો ઉપયોગ ઓન લાઇન એન્કોડેડ માઇક્રોપાર્ટિકલ્સનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કરી શકાય છે. માઇક્રોપાર્ટિકલ્સ ધરાવતું સોલ્યુશન લેસર-ઇરેડિયેટેડ ચેનલમાંથી પસાર થાય છે, જ્યાં દરેક કણ સ્પેક્ટ્રલ રીતે દર્શાવવામાં આવે છે. ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટનું સોફ્ટવેર તમને નમૂનામાં ચોક્કસ સંયોજનોના દેખાવ સાથે સંકળાયેલી ઘટનાઓને ઓળખવા અને લાક્ષણિકતા આપવા માટે પરવાનગી આપે છે - ઉદાહરણ તરીકે, કેન્સર અથવા સ્વયંપ્રતિરક્ષા રોગોના માર્કર્સ.

ભવિષ્યમાં, તરત જ રેકોર્ડિંગ માટે સેમિકન્ડક્ટર ફ્લોરોસન્ટ નેનોક્રિસ્ટલ્સ પર આધારિત માઇક્રોએનાલાઇઝર બનાવી શકાય છે. મોટી સંખ્યાવસ્તુઓ

મોલેક્યુલર સેન્સર્સ

પ્રોબ તરીકે QD નો ઉપયોગ સ્થાનિક વિસ્તારોમાં પર્યાવરણીય પરિમાણોને માપવાનું શક્ય બનાવે છે, જેનું કદ ચકાસણીના કદ (નેનોમીટર સ્કેલ) સાથે તુલનાત્મક છે. આવા માપન સાધનોનું સંચાલન નોન-રેડિએટીવ રેઝોનન્ટ એનર્જી ટ્રાન્સફર (ફોર્સ્ટર રેઝોનન્ટ એનર્જી ટ્રાન્સફર - FRET) ની ફોરસ્ટર અસરના ઉપયોગ પર આધારિત છે. FRET અસરનો સાર એ છે કે જ્યારે બે વસ્તુઓ (દાતા અને સ્વીકારનાર) નજીક આવે છે અને ઓવરલેપ થાય છે ફ્લોરોસેન્સ સ્પેક્ટ્રમપ્રથમ થી શોષણ સ્પેક્ટ્રમબીજું, ઊર્જા બિન-રેડિએટીવ રીતે સ્થાનાંતરિત થાય છે - અને જો સ્વીકારનાર ફ્લોરોસેસ કરી શકે છે, તો તે બમણી તીવ્રતા સાથે ચમકશે.

અમે લેખમાં FRET અસર વિશે પહેલેથી જ લખ્યું છે “ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિસ્ટ માટે ખીલા પર ફરતા ટેબલ પર રમાતી એક જુગારની રમત » .

ક્વોન્ટમ બિંદુઓના ત્રણ પરિમાણો તેમને FRET-ફોર્મેટ સિસ્ટમ્સમાં ખૂબ જ આકર્ષક દાતા બનાવે છે.

  1. દાતાના ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રા અને સ્વીકારનારની ઉત્તેજના વચ્ચે મહત્તમ ઓવરલેપ મેળવવા માટે ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ પસંદ કરવાની ક્ષમતા.
  2. એક જ પ્રકાશ સ્ત્રોતની સમાન તરંગલંબાઇ સાથે વિવિધ QD ને ઉત્તેજિત કરવાની ક્ષમતા.
  3. માં ઉત્તેજના થવાની સંભાવના સ્પેક્ટ્રલ પ્રદેશ, ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇથી દૂર (અંતર >100 nm).

FRET અસરનો ઉપયોગ કરવા માટે બે વ્યૂહરચના છે:

  • દાતા-સ્વીકાર પ્રણાલીમાં રચનાત્મક ફેરફારોને કારણે બે અણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના કાર્યની નોંધણી અને
  • દાતા અથવા સ્વીકારનારના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોમાં ફેરફારોની નોંધણી (ઉદાહરણ તરીકે, શોષણ સ્પેક્ટ્રમ).

આ અભિગમને કારણે નમૂનાના સ્થાનિક પ્રદેશમાં pH અને મેટલ આયનોની સાંદ્રતાને માપવા માટે નેનોસાઇઝ્ડ સેન્સર લાગુ કરવાનું શક્ય બન્યું. સંવેદનશીલ તત્વઆવા સેન્સરમાં સૂચક પરમાણુઓનો એક સ્તર હોય છે જે શોધાયેલ આયન સાથે બંધાયેલા હોય ત્યારે ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોને બદલે છે. બાઇન્ડિંગના પરિણામે, QD ના ફ્લોરોસેન્સ સ્પેક્ટ્રા અને સૂચકના શોષણ સ્પેક્ટ્રા વચ્ચેનો ઓવરલેપ બદલાય છે, જે ઊર્જા ટ્રાન્સફરની કાર્યક્ષમતામાં પણ ફેરફાર કરે છે.

દાતા-સ્વીકાર પ્રણાલીમાં રચનાત્મક ફેરફારોનો ઉપયોગ કરવાનો અભિગમ નેનોસ્કેલ તાપમાન સેન્સરમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. સેન્સરની ક્રિયા ક્વોન્ટમ ડોટ અને એક્સેપ્ટર - ફ્લોરોસેન્સ ક્વેન્ચરને જોડતા પોલિમર પરમાણુના આકારમાં તાપમાનમાં ફેરફાર પર આધારિત છે. જ્યારે તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે, ત્યારે ક્વેન્ચર અને ફ્લોરોફોર વચ્ચેનું અંતર અને ફ્લોરોસેન્સની તીવ્રતા, જેમાંથી તાપમાન વિશે પહેલેથી જ નિષ્કર્ષ કાઢવામાં આવે છે, બંને બદલાય છે.

મોલેક્યુલર ડાયગ્નોસ્ટિક્સ

દાતા અને સ્વીકારનાર વચ્ચેના બંધનનું તૂટવું અથવા રચના એ જ રીતે શોધી શકાય છે. આકૃતિ 7 "સેન્ડવીચ" નોંધણી સિદ્ધાંત દર્શાવે છે, જેમાં નોંધાયેલ ઑબ્જેક્ટ દાતા અને સ્વીકારનાર વચ્ચે કનેક્ટિંગ લિંક ("એડેપ્ટર") તરીકે કાર્ય કરે છે.

આકૃતિ 7. FRET ફોર્મેટનો ઉપયોગ કરીને નોંધણીનો સિદ્ધાંત.કન્જુગેટ ("લિક્વિડ માઈક્રોચિપ")-(રજિસ્ટર્ડ ઑબ્જેક્ટ)-(સિગ્નલ ફ્લોરોફોર) ની રચના દાતા (નેનોક્રિસ્ટલ)ને સ્વીકારનાર (એલેક્સાફ્લુર ડાઈ)ની નજીક લાવે છે. લેસર રેડિયેશન પોતે જ રંગના ફ્લોરોસેન્સને ઉત્તેજિત કરતું નથી; ફ્લોરોસન્ટ સિગ્નલ માત્ર CdSe/ZnS નેનોક્રિસ્ટલમાંથી રેઝોનન્ટ એનર્જી ટ્રાન્સફરને કારણે દેખાય છે. ડાબે:ઊર્જા સ્થાનાંતરણ સાથે જોડાણનું માળખું. જમણે:રંગ ઉત્તેજનાનું સ્પેક્ટ્રલ ડાયાગ્રામ.

આ પદ્ધતિના અમલીકરણનું ઉદાહરણ એ સ્વયંપ્રતિરક્ષા રોગ માટે ડાયગ્નોસ્ટિક કીટની રચના છે પ્રણાલીગત સ્ક્લેરોડર્મા(સ્ક્લેરોડર્મા). અહીં, દાતા 590 nm ની ફ્લોરોસેન્સ તરંગલંબાઇ સાથે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ હતા, અને સ્વીકારનાર એક કાર્બનિક રંગ હતો - AlexaFluor 633. એક એન્ટિજેનને ક્વોન્ટમ બિંદુઓ ધરાવતા માઇક્રોપાર્ટિકલની સપાટી પર ઓટોએન્ટિબોડી માટે "સીવેલું" હતું - સ્ક્લેરોમાનું માર્કર. રંગ સાથે લેબલવાળી ગૌણ એન્ટિબોડીઝ ઉકેલમાં દાખલ કરવામાં આવી હતી. લક્ષ્યની ગેરહાજરીમાં, રંગ માઇક્રોપાર્ટિકલની સપાટીની નજીક આવતો નથી, ત્યાં કોઈ ઊર્જા સ્થાનાંતરણ નથી અને રંગ ફ્લોરોસીસ થતો નથી. પરંતુ જો નમૂનામાં ઓટોએન્ટીબોડીઝ દેખાય છે, તો આ માઇક્રોપાર્ટિકલ-ઓટોએન્ટીબોડી-ડાઇ કોમ્પ્લેક્સની રચના તરફ દોરી જાય છે. ઊર્જા સ્થાનાંતરણના પરિણામે, રંગ ઉત્સાહિત છે, અને સ્પેક્ટ્રમમાં 633 એનએમની તરંગલંબાઇ સાથેનો ફ્લોરોસેન્સ સિગ્નલ દેખાય છે.

આ કાર્યનું મહત્વ એ પણ છે કે સ્વયંપ્રતિરક્ષા રોગોના વિકાસના ખૂબ જ પ્રારંભિક તબક્કામાં ઓટોએન્ટિબોડીઝનો ડાયગ્નોસ્ટિક માર્કર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. "લિક્વિડ માઈક્રોચિપ્સ" એ ટેસ્ટ સિસ્ટમ બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે જેમાં એન્ટિજેન્સ પ્લેન કરતાં વધુ કુદરતી સ્થિતિમાં સ્થિત હોય છે (જેમ કે "નિયમિત" માઇક્રોચિપ્સમાં). પહેલેથી જ પ્રાપ્ત થયેલા પરિણામો ક્વોન્ટમ ડોટ્સના ઉપયોગ પર આધારિત નવા પ્રકારનાં ક્લિનિકલ ડાયગ્નોસ્ટિક પરીક્ષણોની રચના માટે માર્ગ મોકળો કરે છે. અને સ્પેક્ટ્રલી એન્કોડેડ લિક્વિડ માઇક્રોચિપ્સના ઉપયોગ પર આધારિત અભિગમોના અમલીકરણથી એકસાથે ઘણા માર્કર્સની સામગ્રીને એકસાથે નક્કી કરવાનું શક્ય બનશે, જે ડાયગ્નોસ્ટિક પરિણામોની વિશ્વસનીયતામાં નોંધપાત્ર વધારો અને પ્રારંભિક નિદાન પદ્ધતિઓના વિકાસ માટેનો આધાર છે. .

હાઇબ્રિડ મોલેક્યુલર ઉપકરણો

લવચીક વ્યવસ્થાપનની શક્યતા સ્પેક્ટ્રલ લાક્ષણિકતાઓક્વોન્ટમ બિંદુઓ નેનોસ્કેલ સ્પેક્ટ્રલ ઉપકરણોનો માર્ગ ખોલે છે. ખાસ કરીને, કેડમિયમ-ટેલુરિયમ (CdTe) આધારિત QD એ સ્પેક્ટ્રલ સંવેદનશીલતાને વિસ્તૃત કરવાનું શક્ય બનાવ્યું છે. બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિન(bP), પટલમાં પ્રોટોનને "પમ્પ" કરવા માટે પ્રકાશ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા માટે જાણીતું છે. (પરિણામિત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિયન્ટનો ઉપયોગ બેક્ટેરિયા દ્વારા એટીપીનું સંશ્લેષણ કરવા માટે થાય છે.)

વાસ્તવમાં, એક નવી હાઇબ્રિડ સામગ્રી પ્રાપ્ત કરવામાં આવી છે: ક્વોન્ટમ બિંદુઓને જોડવું જાંબલી પટલ- એક લિપિડ મેમ્બ્રેન જેમાં ગીચતાથી ભરેલા બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિન પરમાણુઓ હોય છે - સ્પેક્ટ્રમના યુવી અને વાદળી પ્રદેશોમાં પ્રકાશસંવેદનશીલતાની શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે, જ્યાં "સામાન્ય" bP પ્રકાશને શોષતું નથી (ફિગ. 8). યુવી અને વાદળી પ્રદેશોમાં પ્રકાશને શોષી લેતા ક્વોન્ટમ ડોટમાંથી બેક્ટેરીયોહોડોપ્સિનમાં ઊર્જા ટ્રાન્સફર કરવાની પદ્ધતિ હજુ પણ સમાન છે: તે FRET છે; આ કિસ્સામાં રેડિયેશન સ્વીકારનાર છે રેટિના- એ જ રંગદ્રવ્ય જે ફોટોરિસેપ્ટર રોડોપ્સિનમાં કામ કરે છે.

આકૃતિ 8. ક્વોન્ટમ ડોટ્સનો ઉપયોગ કરીને બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિનનું “અપગ્રેડ”. ડાબે:સીડીટી-આધારિત ક્વોન્ટમ બિંદુઓ સાથે બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિન (ટ્રાઇમરના સ્વરૂપમાં) ધરાવતું પ્રોટીઓલિપોસોમ (નારંગી ગોળા તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યું છે). અધિકાર: સીટીને કારણે બીઆરની સ્પેક્ટ્રલ સંવેદનશીલતાને વિસ્તારવા માટેની યોજના: સ્પેક્ટ્રમ પરનો પ્રદેશ ટેકઓવર QD સ્પેક્ટ્રમના યુવી અને વાદળી ભાગોમાં છે; સ્પેક્ટ્રમ ઉત્સર્જનનેનોક્રિસ્ટલનું કદ પસંદ કરીને "ટ્યુન" કરી શકાય છે. જો કે, આ સિસ્ટમમાં, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ દ્વારા ઊર્જા ઉત્સર્જિત થતી નથી: ઊર્જા બિન-રેડિએટીવ રીતે બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિનમાં સ્થળાંતર કરે છે, જે કામ કરે છે (લિપોસોમમાં H + આયનોને પમ્પ કરે છે).

પ્રોટીઓલિપોસોમ્સ (bP-QD હાઇબ્રિડ ધરાવતા લિપિડ "વેસિકલ્સ") જ્યારે પ્રકાશિત થાય છે ત્યારે આવા સામગ્રીના આધારે પ્રોટોન પંપ કરે છે, અસરકારક રીતે pH ઘટાડે છે (ફિગ. 8). આ મોટે ભાગે નજીવી શોધ ભવિષ્યમાં ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રૉનિક અને ફોટોનિક ઉપકરણોનો આધાર બની શકે છે અને ઇલેક્ટ્રિક પાવર અને અન્ય પ્રકારના ફોટોઇલેક્ટ્રિક રૂપાંતરણના ક્ષેત્રમાં એપ્લિકેશન શોધી શકે છે.

સારાંશ માટે, તેના પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે કોલોઇડલ નેનોક્રિસ્ટલ્સના સ્વરૂપમાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓ નેનો-, બાયોનો- અને બાયોકોપર-નેનો ટેકનોલોજીના સૌથી આશાસ્પદ પદાર્થો છે. 1998 માં ફ્લોરોફોર્સ તરીકે ક્વોન્ટમ બિંદુઓની ક્ષમતાઓના પ્રથમ પ્રદર્શન પછી, નેનોક્રિસ્ટલ્સના ઉપયોગ માટે નવા મૂળ અભિગમોની રચના અને આ અનન્ય વસ્તુઓની સંભવિત ક્ષમતાઓની અનુભૂતિ સાથે સંકળાયેલા ઘણા વર્ષો સુધી મંદી હતી. પરંતુ તાજેતરના વર્ષોમાં, ત્યાં તીવ્ર વધારો થયો છે: વિચારોના સંચય અને તેમના અમલીકરણે જીવવિજ્ઞાન, દવા, ઇલેક્ટ્રોનિક એન્જિનિયરિંગ, ટેક્નોલોજીમાં સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટલાઇન ક્વોન્ટમ બિંદુઓના ઉપયોગ પર આધારિત નવા ઉપકરણો અને સાધનોના નિર્માણમાં સફળતા નક્કી કરી છે. ઉપયોગ સૌર ઊર્જાઅને બીજા ઘણા. અલબત્ત, આ માર્ગ પર હજી પણ ઘણી વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓ છે, પરંતુ વધતી જતી રુચિ, આ સમસ્યાઓ પર કામ કરતી ટીમોની વધતી સંખ્યા, આ ક્ષેત્રને સમર્પિત પ્રકાશનોની વધતી સંખ્યા, અમને આશા રાખવાની મંજૂરી આપે છે કે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ આધાર બનશે. સાધનો અને તકનીકોની આગામી પેઢી.

V.A.ના ભાષણનું વિડિયો રેકોર્ડિંગ ઓલેનીકોવા 17 મે, 2012 ના રોજ યોજાયેલ IBCh RAS ના યુવા વૈજ્ઞાનિકોની કાઉન્સિલના બીજા સેમિનારમાં.

સાહિત્ય

  1. ઓલેનિકોવ વી.એ. (2010). જીવવિજ્ઞાન અને દવામાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓ. કુદરત. 3 , 22;
  2. ઓલેનિકોવ વી.એ., સુખનોવા એ.વી., નાબીવ આઈ.આર. (2007). જીવવિજ્ઞાન અને દવામાં ફ્લોરોસન્ટ સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટલ્સ. રશિયન નેનો ટેકનોલોજી. 2 , 160–173;
  3. એલોના સુખાનોવા, લીડી વેન્ટેઓ, જેરોમ દેવી, મિખાઇલ આર્ટેમીવ, વ્લાદિમીર ઓલેનીકોવ, વગેરે. al.. (2002). પેરાફિન-એમ્બેડેડ પેશી વિભાગોના ઇમ્યુનોહિસ્ટોકેમિકલ વિશ્લેષણ માટે લેબલ્સના નવલકથા વર્ગ તરીકે અત્યંત સ્થિર ફ્લોરોસન્ટ નેનોક્રિસ્ટલ્સ. લેબ રોકાણ. 82 , 1259-1261;
  4. સી.બી. મુરે, ડી.જે. નોરિસ, એમ.જી. બાવેન્ડી. (1993). લગભગ મોનોડિસ્પર્સ CdE (E = સલ્ફર, સેલેનિયમ, ટેલુરિયમ) સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટાલાઇટ્સનું સંશ્લેષણ અને લાક્ષણિકતા. જે. એમ. રસાયણ. સોસી.. 115 , 8706-8715;
  5. માર્ગારેટ એ. હાઈન્સ, ફિલિપ ગાયોટ-સિયોનેસ્ટ. (1998). તેજસ્વી યુવી-બ્લુ લ્યુમિનેસન્ટ કોલોઇડલ ZnSe નેનોક્રિસ્ટલ્સ. જે. ફિઝ. રસાયણ. બી. 102 , 3655-3657;
  6. મન્ના એલ., શેર ઇ.સી., એલિવિસાટોસ પી.એ. (2002). કોલોઇડલ સેમિકન્ડક્ટર નેનોક્રિસ્ટલ્સનું આકાર નિયંત્રણ. જે. ક્લસ્ટ. વિજ્ઞાન 13 , 521–532;
  7. રસાયણશાસ્ત્રમાં ફ્લોરોસન્ટ નોબેલ પુરસ્કાર;
  8. ઇગોર નાબીવ, સિઓભાન મિશેલ, એન્થોની ડેવિસ, વોન વિલિયમ્સ, ડર્મોટ કેલેહર, વગેરે. al.. (2007). નોનફંક્શનલાઇઝ્ડ નેનોક્રિસ્ટલ્સ કોષની સક્રિય પરિવહન મશીનરીનો ઉપયોગ કરી શકે છે જે તેમને વિશિષ્ટ ન્યુક્લિયર અને સાયટોપ્લાઝમિક ભાગોમાં પહોંચાડે છે. નેનો લેટ.. 7 , 3452-3461;
  9. યવોન વિલિયમ્સ, એલોના સુખાનોવા, માગોર્ઝાટા નોવસ્તાવસ્કા, એન્થોની એમ. ડેવિસ, સિઓભાન મિશેલ, વગેરે. al.. (2009). કદ-ટ્યુન્ડ ક્વોન્ટમ ડોટ્સ નેનો-પીએચ મીટરનો ઉપયોગ કરીને સેલ-પ્રકાર-વિશિષ્ટ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર નેનોસ્કેલ અવરોધોની તપાસ કરવી;
  10. એલોના સુખાનોવા, આન્દ્રેઈ એસ. સુશા, અલ્પાન બેક, સેર્ગી માયલો, આન્દ્રે એલ. રોગચ, વગેરે. al.. (2007). પ્રોટીઓમિક્સ માટે નેનોક્રિસ્ટલ-એનકોડેડ ફ્લોરોસન્ટ માઇક્રોબીડ્સ: એન્ટિબોડી પ્રોફાઇલિંગ અને ઓટોઇમ્યુન રોગોનું નિદાન. નેનો લેટ.. 7 , 2322-2327;
  11. અલીકસાન્દ્રા રાકોવિચ, એલોના સુખાનોવા, નિકોલસ બૌચનોવિલે, એવજેની લુકાશેવ, વ્લાદિમીર ઓલેનીકોવ, એટ. al.. (2010). રેઝોનન્સ એનર્જી ટ્રાન્સફર પર્પલ મેમ્બ્રેન અને સેમિકન્ડક્ટર ક્વોન્ટમ ડોટ્સમાંથી બનેલ હાઇબ્રિડ મટિરિયલની અંદર બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિનના જૈવિક કાર્યને સુધારે છે. નેનો લેટ.. 10 , 2640-2648;

"નેનોટેકનોલોજી" સાથેનો શબ્દ છે જટિલ ઇતિહાસઅને રશિયન ભાષામાં સંદર્ભ, કમનસીબે, સહેજ બદનામ છે. જો કે, જો આપણે માર્મિક સામાજિક-આર્થિક અભિવ્યક્તિઓને અવગણીએ, તો આપણે કહી શકીએ કે તાજેતરના વર્ષોમાં નેનોટેકનોલોજીએ વૈજ્ઞાનિક અને સૈદ્ધાંતિક ખ્યાલમાંથી એવા સ્વરૂપોમાં વિકાસ કરવાનું શરૂ કર્યું છે કે જે નજીકના ભવિષ્યમાં વાસ્તવિક વ્યાપારી ઉત્પાદનો બની શકે છે અને આપણા જીવનમાં પ્રવેશી શકે છે.

આનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ ક્વોન્ટમ બિંદુઓ છે. સેમિકન્ડક્ટર નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉપયોગ કરતી ટેક્નોલોજીઓ ધીમે ધીમે સંપૂર્ણપણે એપ્લિકેશન શોધી રહી છે વિવિધ વિસ્તારો: દવા, પ્રિન્ટીંગ, ફોટોવોલ્ટેઇક્સ, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ - પ્રોટોટાઇપ સ્તરે કેટલાક ઉત્પાદનો હજી પણ અસ્તિત્વમાં છે, કેટલીક જગ્યાએ તકનીક આંશિક રીતે લાગુ કરવામાં આવી છે, અને કેટલીક પહેલેથી જ વ્યવહારુ ઉપયોગમાં છે.

તો "ક્વોન્ટમ ડોટ" શું છે અને તે શેની સાથે ખવાય છે?

ક્વોન્ટમ ડોટ એ અકાર્બનિકનું નેનોક્રિસ્ટલ છે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી(સિલિકોન, ઈન્ડિયમ ફોસ્ફાઈડ, કેડમિયમ સેલેનાઈડ). "નેનો" નો અર્થ પ્રતિ અબજ ભાગોમાં માપવામાં આવે છે, અને આવા સ્ફટિકોના કદ 2 થી 10 નેનોમીટર સુધીના હોય છે. તેમના નાના કદને કારણે, નેનોપાર્ટિકલ્સમાંના ઇલેક્ટ્રોન બલ્ક સેમિકન્ડક્ટરમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન કરતાં ખૂબ જ અલગ રીતે વર્તે છે.

ક્વોન્ટમ ડોટનું એનર્જી સ્પેક્ટ્રમ વિજાતીય છે; તેમાં ઇલેક્ટ્રોન (નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ કણ) અને છિદ્ર માટે અલગ ઊર્જા સ્તર હોય છે. સેમિકન્ડક્ટર્સમાંના છિદ્રને અપૂર્ણ છિદ્ર કહેવામાં આવે છે. વેલેન્સ બોન્ડ, વાહક હકારાત્મક ચાર્જન્યુક્લિયસ અને ઈલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું બોન્ડ તૂટી જાય ત્યારે તે ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યાત્મક રીતે સમાન હોય છે.

જો એવી પરિસ્થિતિઓ બનાવવામાં આવે છે કે જેના હેઠળ સ્ફટિકમાં ચાર્જ કેરિયર સ્તરથી સ્તર તરફ જાય છે, તો પછી આ સંક્રમણ દરમિયાન ફોટોન ઉત્સર્જિત થાય છે. કણોનું કદ બદલીને, તમે આ રેડિયેશનની શોષણ આવર્તન અને તરંગલંબાઇને નિયંત્રિત કરી શકો છો. વ્યવહારમાં, આનો અર્થ એ છે કે બિંદુના કણોના કદના આધારે, જ્યારે ઇરેડિયેટ થાય છે, ત્યારે તે વિવિધ રંગોમાં ચમકશે.

કણોના કદ દ્વારા કિરણોત્સર્ગની તરંગલંબાઇને નિયંત્રિત કરવાની ક્ષમતા ક્વોન્ટમ બિંદુઓમાંથી સ્થિર પદાર્થો મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે જે તેઓ જે ઊર્જા શોષે છે તેને પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગમાં રૂપાંતરિત કરે છે - ફોટોસ્ટેબલ ફોસ્ફોર્સ.

ક્વોન્ટમ બિંદુઓ પર આધારિત સોલ્યુશન્સ પરંપરાગત કાર્બનિક અને અકાર્બનિક ફોસ્ફોર્સ કરતાં ઘણા પરિમાણોમાં શ્રેષ્ઠ છે જે તે વ્યવહારિક એપ્લિકેશનો માટે મહત્વપૂર્ણ છે કે જેને ચોક્કસ, ટ્યુનેબલ લ્યુમિનેસેન્સની જરૂર હોય છે.

ક્વોન્ટમ બિંદુઓના ફાયદા:

  • ફોટોસ્ટેબલ, ઘણા વર્ષો સુધી ફ્લોરોસન્ટ ગુણધર્મો જાળવી રાખે છે.
  • ફોટોફેડિંગ માટે ઉચ્ચ પ્રતિકાર: કાર્બનિક ફ્લોરોફોર્સ કરતાં 100 - 1000 ગણો વધારે.
  • ફ્લોરોસેન્સનું ઉચ્ચ ક્વોન્ટમ ઉપજ - 90% સુધી.
  • વ્યાપક ઉત્તેજના સ્પેક્ટ્રમ: UV થી IR સુધી (400 – 200 nm).
  • ઉચ્ચ ફ્લોરોસેન્સ શિખરો (25-40 એનએમ) ને કારણે ઉચ્ચ રંગ શુદ્ધતા.
  • રાસાયણિક અધોગતિ માટે ઉચ્ચ પ્રતિકાર.

બીજો ફાયદો, ખાસ કરીને પ્રિન્ટિંગ માટે, એ છે કે ક્વોન્ટમ બિંદુઓનો ઉપયોગ સોલ બનાવવા માટે થઈ શકે છે - પ્રવાહી માધ્યમ સાથે ખૂબ વિખેરાયેલી કોલોઇડલ સિસ્ટમ જેમાં નાના કણોનું વિતરણ કરવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે તેઓનો ઉપયોગ ઇંકજેટ પ્રિન્ટીંગ માટે યોગ્ય ઉકેલો બનાવવા માટે થઈ શકે છે.

ક્વોન્ટમ બિંદુઓના એપ્લિકેશન વિસ્તારો:

ખોટા દસ્તાવેજો અને ઉત્પાદનોનું રક્ષણ:સિક્યોરિટીઝ, બેંકનોટ્સ, ઓળખ કાર્ડ, સ્ટેમ્પ, સીલ, પ્રમાણપત્રો, પ્રમાણપત્રો, પ્લાસ્ટિક કાર્ડ્સ, ટ્રેડમાર્ક્સ. ક્વોન્ટમ ડોટ્સ પર આધારિત મલ્ટીકલર કોડિંગ સિસ્ટમ વ્યાપારી રીતે ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ, રાસાયણિક ઉદ્યોગો, ઘરેણાં અને કલાના કાર્યોમાં ઉત્પાદનોના રંગ માર્કિંગ માટે માંગમાં હોઈ શકે છે.

પ્રવાહી આધાર પાણી આધારિત અથવા યુવી-સાધ્ય હોઈ શકે છે તે હકીકતને કારણે, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ સાથે શાહીનો ઉપયોગ કરીને તમે લગભગ કોઈપણ ઑબ્જેક્ટને ચિહ્નિત કરી શકો છો - કાગળ અને અન્ય શોષક પાયા માટે - પાણી આધારિત શાહી, અને બિન-શોષક (કાચ) માટે , લાકડું, ધાતુ, કૃત્રિમ પોલિમર , કમ્પોઝીટ) – યુવી શાહી.

તબીબી અને જૈવિક સંશોધનમાં માર્કર.હકીકત એ છે કે જૈવિક માર્કર્સ, ડીએનએ અને આરએનએના ટુકડાઓ કે જે ચોક્કસ પ્રકારના કોષ પર પ્રતિક્રિયા આપે છે, ક્વોન્ટમ બિંદુઓની સપાટી પર લાગુ કરી શકાય છે, તેઓ પ્રારંભિક તબક્કામાં જૈવિક અભ્યાસો અને કેન્સરના નિદાનમાં વિરોધાભાસ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. , જ્યારે પ્રમાણભૂત ડાયગ્નોસ્ટિક પદ્ધતિઓ દ્વારા ગાંઠ હજુ સુધી શોધી શકાતી નથી.

વિટ્રોમાં ટ્યુમર કોષોનો અભ્યાસ કરવા માટે ફ્લોરોસન્ટ લેબલ તરીકે ક્વોન્ટમ ડોટ્સનો ઉપયોગ સૌથી આશાસ્પદ અને ઝડપી છે. વિકાસશીલ વિસ્તારોબાયોમેડિસિન માં ક્વોન્ટમ બિંદુઓનો ઉપયોગ.

સામૂહિક અમલીકરણઆ ટેક્નોલોજી માત્ર ઇન્વિવો અભ્યાસમાં ક્વોન્ટમ ડોટ કોન્ટ્રાસ્ટનો ઉપયોગ કરવાની સલામતીના પ્રશ્ન દ્વારા અવરોધાય છે, કારણ કે સૌથી વધુતેઓ ખૂબ જ ઝેરી પદાર્થોમાંથી બનાવવામાં આવે છે, અને તેમના કદ એટલા નાના હોય છે કે તેઓ શરીરના કોઈપણ અવરોધોને સરળતાથી ઘૂસી જાય છે.

ક્વોન્ટમ ડોટ ડિસ્પ્લે: QLED – ક્વોન્ટમ ડોટ્સનો ઉપયોગ કરીને LED બેકલાઇટ સાથે LCD ડિસ્પ્લે બનાવવા માટેની ટેક્નોલોજી અગ્રણી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉત્પાદકો દ્વારા પહેલેથી જ પરીક્ષણ કરવામાં આવી છે. આ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ ડિસ્પ્લેના ઉર્જા વપરાશને ઘટાડવાનું શક્ય બનાવે છે, એલઇડી સ્ક્રીનની તુલનામાં 25-30% દ્વારા તેજસ્વી પ્રવાહમાં વધારો કરે છે, વધુ સમૃદ્ધ રંગો, સ્પષ્ટ રંગ પ્રસ્તુતિ, રંગની ઊંડાઈ, સ્ક્રીનને અતિ-પાતળી અને લવચીક બનાવવાની ક્ષમતા.

આ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને પ્રથમ ડિસ્પ્લેનો પ્રોટોટાઇપ ફેબ્રુઆરી 2011માં સેમસંગ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો અને ફિલિપ્સ દ્વારા પ્રથમ કોમ્પ્યુટર ડિસ્પ્લે બહાર પાડવામાં આવ્યો હતો.

તે વાદળી LEDs ના ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમમાંથી લાલ અને લીલા રંગો ઉત્પન્ન કરવા માટે ક્વોન્ટમ બિંદુઓનો ઉપયોગ કરે છે, જે કુદરતીની નજીક રંગ પ્રસ્તુતિને સુનિશ્ચિત કરે છે. 2013 માં, સોનીએ એક QLED સ્ક્રીન રિલીઝ કરી જે સમાન સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે. IN વર્તમાન ક્ષણમોટી સ્ક્રીન બનાવવા માટેની આ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ ઊંચા ઉત્પાદન ખર્ચને કારણે થતો નથી.

ક્વોન્ટમ ડોટ લેસર.ક્વોન્ટમ કુવાઓ પર આધારિત પરંપરાગત સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની તુલનામાં એક લેસર જેનું કાર્યકારી માધ્યમ ઉત્સર્જક પ્રદેશમાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓ છે. તેમની પાસે છે વધુ સારી લાક્ષણિકતાઓફ્રીક્વન્સી બેન્ડ, અવાજની તીવ્રતાના સંદર્ભમાં, તેઓ તાપમાનના ફેરફારો પ્રત્યે ઓછા સંવેદનશીલ હોય છે.

એ હકીકતને કારણે કે ક્વોન્ટમ ડોટની રચના અને કદ બદલવાથી તમે નિયંત્રિત કરી શકો છો સક્રિય માધ્યમઆવા લેસરથી તરંગલંબાઇ પર કામ કરવાનું શક્ય બન્યું જે અગાઉ અપ્રાપ્ય હતું. આ તકનીકનો ઉપયોગ દવામાં પ્રેક્ટિસમાં થાય છે, તેની સહાયથી લેસર સ્કેલપેલ બનાવવામાં આવ્યું હતું.

ઉર્જા

ક્વોન્ટમ બિંદુઓના આધારે પાતળા-ફિલ્મ સૌર કોષોના કેટલાક મોડેલો પણ વિકસાવવામાં આવ્યા છે. તેઓ કામગીરીના નીચેના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે: પ્રકાશના ફોટોન ક્વોન્ટમ બિંદુઓ ધરાવતી ફોટોવોલ્ટેઇક સામગ્રીને પ્રહાર કરે છે, જે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રની જોડીના દેખાવને ઉત્તેજિત કરે છે, જેની ઉર્જા એક ઇલેક્ટ્રોન માટે જરૂરી ન્યૂનતમ ઊર્જા જેટલી હોય છે અથવા તેનાથી વધુ હોય છે. બાઉન્ડ સ્ટેટમાંથી ફ્રી સ્ટેટમાં જવા માટે સેમિકન્ડક્ટર આપેલ છે. સામગ્રીના નેનોક્રિસ્ટલ્સના કદમાં ફેરફાર કરીને, ફોટોવોલ્ટેઇક સામગ્રીના "ઊર્જા પ્રદર્શન"માં ફેરફાર કરવાનું શક્ય છે.

આ સિદ્ધાંતના આધારે, ઘણા મૂળ કાર્યકારી પ્રોટોટાઇપ્સ પહેલેથી જ બનાવવામાં આવ્યા છે. વિવિધ પ્રકારોસૌર પેનલ્સ.

2011 માં, નોટ્રે ડેમ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ આધારિત "સોલાર પેઇન્ટ" પ્રસ્તાવિત કર્યો જે કોઈપણ પદાર્થને સૌર કોષમાં ફેરવી શકે. તેની કાર્યક્ષમતા એકદમ ઓછી છે (માત્ર 1%), પરંતુ તે ઉત્પાદન માટે સસ્તું છે અને મોટા જથ્થામાં ઉત્પાદન કરી શકાય છે.

2014 માં, મેસેચ્યુસેટ્સના વૈજ્ઞાનિકો ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજીક્વોન્ટમ બિંદુઓના અલ્ટ્રાથિન સ્તરોમાંથી સૌર કોષો બનાવવાની પદ્ધતિ રજૂ કરી, તેમના વિકાસની કાર્યક્ષમતા 9% છે, અને મુખ્ય જાણકારી ક્વોન્ટમ બિંદુઓને ફિલ્મમાં જોડવાની તકનીકમાં રહેલી છે.

2015 માં, લોસ એલામોસ સેન્ટર ફોર એડવાન્સ સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક્સ લેબોરેટરીએ 3.2% કાર્યક્ષમ વિન્ડો સોલર સેલ માટે તેની ડિઝાઇનની દરખાસ્ત કરી, જેમાં પારદર્શક લ્યુમિનેસન્ટ ક્વોન્ટમ કોન્સેન્ટ્રેટરનો સમાવેશ થાય છે જે પૂરતા પ્રમાણમાં રોકી શકે છે. વિશાળ વિસ્તાર, અને કોમ્પેક્ટ સોલર ફોટોસેલ્સ.

પરંતુ અમેરિકન નેશનલ રિન્યુએબલ એનર્જી લેબોરેટરી (NREL) ના સંશોધકોએ, મહત્તમ ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા સાથે કોષ બનાવવા માટે ધાતુઓના શ્રેષ્ઠ સંયોજનની શોધમાં, વાસ્તવિક પ્રદર્શન રેકોર્ડ ધારક બનાવ્યો - પરીક્ષણોમાં તેમની બેટરીની આંતરિક અને બાહ્ય ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા 114 હતી. % અને 130%, અનુક્રમે.

આ પરિમાણો બેટરીની કાર્યક્ષમતા નથી, જે હવે પ્રમાણમાં નાની ટકાવારી બતાવે છે - માત્ર 4.5%, જો કે, ફોટો સ્ટ્રીમના સંગ્રહને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવું એ અભ્યાસનો મુખ્ય ધ્યેય ન હતો, જેમાં ફક્ત ઘટકોના સૌથી અસરકારક સંયોજનને પસંદ કરવામાં સમાવેશ થતો હતો. . જો કે, એ નોંધવું યોગ્ય છે કે NREL પ્રયોગ પહેલા, કોઈપણ બેટરીએ 100% થી વધુ ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા દર્શાવી ન હતી.

જેમ આપણે જોઈએ છીએ, ક્વોન્ટમ બિંદુઓના વ્યવહારિક ઉપયોગના સંભવિત ક્ષેત્રો વિશાળ અને વૈવિધ્યસભર છે; વિવિધ ક્ષેત્રોમાં તેમના સામૂહિક પરિચયમાં સંખ્યાબંધ મર્યાદાઓ દ્વારા અવરોધ આવે છે: પોઈન્ટ્સનું ઉત્પાદન કરવાની ઊંચી કિંમત, તેમની ઝેરીતા, અપૂર્ણતા અને ઉત્પાદન તકનીકની જ આર્થિક અયોગ્યતા.

નજીકના ભવિષ્યમાં, ક્વોન્ટમ ડોટ્સ પર આધારિત કલર કોડિંગ અને શાહી માર્કિંગ સિસ્ટમ વ્યાપક બની શકે છે. બજારનું આ સ્થાન હજુ સુધી કબજે કરવામાં આવ્યું નથી, પરંતુ આશાસ્પદ અને જ્ઞાન-સઘન છે તે સમજીને, IQDEMY કંપનીએ તેની રાસાયણિક પ્રયોગશાળા (નોવોસિબિર્સ્ક) ના સંશોધન કાર્યોમાંના એક તરીકે, યુવી-સાધ્ય શાહીના શ્રેષ્ઠ ફોર્મ્યુલેશનના વિકાસની ઓળખ કરી છે. અને ક્વોન્ટમ બિંદુઓ ધરાવતી પાણી આધારિત શાહી.

પ્રાપ્ત થયેલ પ્રથમ પ્રિન્ટીંગ નમૂનાઓ પ્રભાવશાળી છે અને આ ટેકનોલોજીના વ્યવહારિક વિકાસ માટે આગળની સંભાવનાઓ ખોલે છે:

4 ડિસેમ્બર, 2016 રાત્રે 10:35 વાગ્યે

ક્વોન્ટમ બિંદુઓ અને તેઓ શા માટે સ્થાપિત થાય છે

  • ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજી,
  • મોનિટર અને ટીવી

શુભ દિવસ, હેબ્રાઝિટેલિકી! મને લાગે છે કે ઘણા લોકોએ નોંધ્યું છે કે ક્વોન્ટમ ડોટ ટેક્નોલોજી, કહેવાતા QD – LED (QLED) ડિસ્પ્લે પર આધારિત ડિસ્પ્લે વિશેની જાહેરાતો વધુ અને વધુ વખત દેખાવા લાગી છે, અને તે હકીકત હોવા છતાં આ ક્ષણેતે માત્ર માર્કેટિંગ છે. LED ટીવી અને રેટિના જેવી જ, આ LCD ડિસ્પ્લે બનાવવા માટેની તકનીક છે જે બેકલાઇટ તરીકે ક્વોન્ટમ ડોટ-આધારિત LEDs નો ઉપયોગ કરે છે.

તમારા નમ્ર સેવકે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ શું છે અને તેનો ઉપયોગ શું છે તે શોધવાનું નક્કી કર્યું.

પરિચય આપવાને બદલે

ક્વોન્ટમ ડોટ- કંડક્ટર અથવા સેમિકન્ડક્ટરનો ટુકડો, જેના ચાર્જ કેરિયર્સ (ઇલેક્ટ્રોન અથવા છિદ્રો) ત્રણેય પરિમાણોમાં અવકાશમાં મર્યાદિત છે. ક્વોન્ટમ ડોટનું કદ એટલું નાનું હોવું જોઈએ કે ક્વોન્ટમ અસરોનોંધપાત્ર હતા. આ પ્રાપ્ત થાય છે જો ગતિ ઊર્જાઇલેક્ટ્રોન અન્ય તમામ ઉર્જા ભીંગડા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે: સૌ પ્રથમ, ઉર્જા એકમોમાં દર્શાવવામાં આવતા તાપમાન કરતાં વધુ. 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં એલેક્સી એકિમોવ દ્વારા ગ્લાસ મેટ્રિક્સમાં અને લુઈસ ઇ. બ્રોસ દ્વારા કોલોઇડલ સોલ્યુશન્સમાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓનું સૌપ્રથમ સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. "ક્વોન્ટમ ડોટ" શબ્દ માર્ક રીડ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યો હતો.

ક્વોન્ટમ ડોટનું એનર્જી સ્પેક્ટ્રમ અલગ હોય છે, અને ચાર્જ કેરિયરના સ્થિર ઉર્જા સ્તરો વચ્ચેનું અંતર ક્વોન્ટમ ડોટના કદ પર આધાર રાખે છે - ħ/(2md^2), જ્યાં:

  1. ħ - ઘટાડો પ્લાન્ક કોન્સ્ટન્ટ;
  2. d એ બિંદુનું લાક્ષણિક કદ છે;
  3. m એ એક બિંદુ પર ઇલેક્ટ્રોનનો અસરકારક સમૂહ છે
જો આપણે વાત કરીએ સરળ ભાષામાંપછી ક્વોન્ટમ ડોટ સેમિકન્ડક્ટર છે, વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓજે તેના કદ અને આકાર પર આધાર રાખે છે.


ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન નીચા ઉર્જા સ્તર પર જાય છે, ત્યારે ફોટોન ઉત્સર્જિત થાય છે; તમે ક્વોન્ટમ ડોટના કદને સમાયોજિત કરી શકતા હોવાથી, તમે ઉત્સર્જિત ફોટોનની ઊર્જા પણ બદલી શકો છો, અને તેથી ક્વોન્ટમ ડોટ દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશનો રંગ બદલી શકો છો.

ક્વોન્ટમ બિંદુઓના પ્રકાર

ત્યાં બે પ્રકાર છે:
  • એપિટેક્સિયલ ક્વોન્ટમ બિંદુઓ;
  • કોલોઇડલ ક્વોન્ટમ બિંદુઓ.
વાસ્તવમાં, તેમને મેળવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓના આધારે તેનું નામ આપવામાં આવ્યું છે. હું કારણે તેમના વિશે વિગતવાર વાત કરીશ નહીં મોટી માત્રામાંરાસાયણિક શરતો (મદદ કરવા માટે Google). હું ફક્ત એટલું જ ઉમેરીશ કે કોલોઇડલ સંશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને શોષિત સર્ફેક્ટન્ટ પરમાણુઓના સ્તર સાથે કોટેડ નેનોક્રિસ્ટલ્સ મેળવવાનું શક્ય છે. આમ, તેઓ કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય હોય છે અને, ફેરફાર કર્યા પછી, ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં પણ.

ક્વોન્ટમ ડોટ ડિઝાઇન

સામાન્ય રીતે, ક્વોન્ટમ ડોટ એ સેમિકન્ડક્ટર ક્રિસ્ટલ છે જેમાં ક્વોન્ટમ અસરો અનુભવાય છે. આવા સ્ફટિકમાં ઇલેક્ટ્રોન એવું લાગે છે કે તે ત્રિ-પરિમાણીય સંભવિત કૂવામાં છે અને તેમાં ઘણા સ્થિર ઉર્જા સ્તરો છે. તદનુસાર, જ્યારે એક સ્તરથી બીજા સ્તરે જાય છે, ત્યારે ક્વોન્ટમ ડોટ ફોટોન ઉત્સર્જન કરી શકે છે. આ બધા સાથે, ક્રિસ્ટલના પરિમાણોને બદલીને સંક્રમણો નિયંત્રિત કરવા માટે સરળ છે. ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તર પર સ્થાનાંતરિત કરવું અને નીચલા સ્તરો વચ્ચેના સંક્રમણથી કિરણોત્સર્ગ પ્રાપ્ત કરવાનું પણ શક્ય છે અને પરિણામે, આપણે લ્યુમિનેસેન્સ મેળવીએ છીએ. વાસ્તવમાં, તે આ ઘટનાનું અવલોકન હતું જેણે ક્વોન્ટમ બિંદુઓના પ્રથમ અવલોકન તરીકે સેવા આપી હતી.

હવે ડિસ્પ્લે વિશે

સંપૂર્ણ સુવિધાયુક્ત ડિસ્પ્લેનો ઈતિહાસ ફેબ્રુઆરી 2011માં શરૂ થયો, જ્યારે સેમસંગ ઈલેક્ટ્રોનિક્સે QLED ક્વોન્ટમ ડોટ્સ પર આધારિત સંપૂર્ણ રંગીન ડિસ્પ્લેનો વિકાસ રજૂ કર્યો. તે સક્રિય મેટ્રિક્સ દ્વારા નિયંત્રિત 4-ઇંચનું ડિસ્પ્લે હતું, એટલે કે. દરેક કલર ક્વોન્ટમ ડોટ પિક્સેલને પાતળા ફિલ્મ ટ્રાંઝિસ્ટર દ્વારા ચાલુ અને બંધ કરી શકાય છે.

પ્રોટોટાઇપ બનાવવા માટે, સિલિકોન સર્કિટ બોર્ડ પર ક્વોન્ટમ ડોટ સોલ્યુશનનો એક સ્તર લાગુ કરવામાં આવે છે અને તેના પર દ્રાવક છાંટવામાં આવે છે. પછી કાંસકોની સપાટી સાથેના રબર સ્ટેમ્પને ક્વોન્ટમ બિંદુઓના સ્તરમાં દબાવવામાં આવે છે, તેને અલગ કરીને કાચ અથવા લવચીક પ્લાસ્ટિક પર સ્ટેમ્પ કરવામાં આવે છે. આ રીતે સબસ્ટ્રેટ પર ક્વોન્ટમ બિંદુઓની પટ્ટાઓ લાગુ કરવામાં આવે છે. કલર ડિસ્પ્લેમાં, દરેક પિક્સેલમાં લાલ, લીલો અથવા વાદળી સબપિક્સેલ હોય છે. તદનુસાર, આ રંગોનો ઉપયોગ સૌથી વધુ મેળવવા માટે વિવિધ તીવ્રતા સાથે કરવામાં આવે છે વધુશેડ્સ

વિકાસનું આગલું પગલું એ બેંગ્લોરમાં ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ સાયન્સના વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા એક લેખનું પ્રકાશન હતું. જ્યાં ક્વોન્ટમ બિંદુઓનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું કે માત્ર નારંગીમાં જ નહીં, પણ ઘેરા લીલાથી લાલ સુધીની શ્રેણીમાં પણ લ્યુમિનેસેસ થાય છે.

એલસીડી શા માટે ખરાબ છે?

QLED ડિસ્પ્લે અને LCD વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે બાદમાં માત્ર 20-30% રંગ શ્રેણીને આવરી લે છે. ઉપરાંત, QLED ટીવીમાં લાઇટ ફિલ્ટર્સવાળા સ્તરનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર નથી, કારણ કે ક્રિસ્ટલ્સ, જ્યારે તેમના પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે હંમેશા સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત તરંગલંબાઇ સાથે પ્રકાશ ફેંકે છે અને પરિણામે, સમાન રંગ મૂલ્ય સાથે.


ચીનમાં ક્વોન્ટમ ડોટ્સ પર આધારિત કમ્પ્યુટર ડિસ્પ્લેના વેચાણ અંગેના સમાચાર પણ હતા. કમનસીબે, મને ટીવીની જેમ મારી પોતાની આંખોથી તપાસવાની તક મળી નથી.

પી.એસ.એ નોંધવું યોગ્ય છે કે ક્વોન્ટમ ડોટ્સના ઉપયોગનો અવકાશ માત્ર એલઇડી મોનિટર પૂરતો મર્યાદિત નથી, તેનો ઉપયોગ ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, ફોટોસેલ્સ, લેસર ડાયોડ અને દવા અને ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગમાં કરી શકાય છે. પણ અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે.

P.P.S.જો આપણે મારા અંગત અભિપ્રાય વિશે વાત કરીએ, તો હું માનું છું કે તેઓ આગામી દસ વર્ષ સુધી લોકપ્રિય નહીં થાય, એટલા માટે નહીં કે તેઓ ઓછા જાણીતા છે, પરંતુ કારણ કે આ ડિસ્પ્લેની કિંમતો આસમાને છે, પરંતુ હું હજી પણ આશા રાખવા માંગુ છું કે તે ક્વોન્ટમ પોઈન્ટનો ઉપયોગ દવામાં થશે અને તેનો ઉપયોગ માત્ર નફો વધારવા માટે જ નહીં, પણ સારા હેતુઓ માટે પણ થશે.

ટૅગ્સ:

  • QLED
  • એલઇડી
  • ક્વોન્ટમ ડિસ્પ્લે
ટૅગ્સ ઉમેરો

ક્વોન્ટમ બિંદુઓ- આ નાના સ્ફટિકો છે, ઉત્સર્જિત પ્રકાશચોક્કસ એડજસ્ટેબલ રંગ મૂલ્ય સાથે. ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજી ડોટ એલઇડીસિદ્ધાંતમાં, ઉપકરણોની અંતિમ કિંમતને અસર કર્યા વિના છબીની ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે :).

પરંપરાગત એલસીડી ટીવી માત્ર 20-30% રંગ શ્રેણીને આવરી શકે છે જે માનવ આંખ સમજી શકે છે. છબી અત્યંત વાસ્તવિક છે, પરંતુ આ તકનીક મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે બનાવાયેલ નથી મોટા કર્ણદર્શાવે છે. જેઓ ટીવી માર્કેટને ફોલો કરે છે તેઓને યાદ છે કે 2013 ની શરૂઆતમાં સોનીએ પ્રથમ રજૂઆત કરી હતી ક્વોન્ટમ ડોટ્સ પર આધારિત ટીવી (ક્વોન્ટમ ડોટ LED, QLED). મુખ્ય ટીવી ઉત્પાદકો આ વર્ષે ક્વોન્ટમ ડોટ ટીવી મોડલ રજૂ કરશે; ચાલો જાણીએ કે QLED ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત ડિસ્પ્લે પહેલાથી જ પરિચિત LCD ટીવીથી કેવી રીતે અલગ છે.

એલસીડી ટીવીમાં શુદ્ધ રંગોનો અભાવ હોય છે

છેવટે, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ ડિસ્પ્લેમાં 5 સ્તરો હોય છે: સ્ત્રોત છે સફેદ પ્રકાશ, એલઇડી દ્વારા ઉત્સર્જિત, જે ઘણા ધ્રુવીકરણ ફિલ્ટર્સમાંથી પસાર થાય છે. આગળ અને પાછળ સ્થિત ફિલ્ટર્સ, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ્સ સાથે, પસાર થતા પ્રકાશ પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે, તેની તેજસ્વીતા ઘટાડે છે અથવા વધારે છે. આ પિક્સેલ ટ્રાંઝિસ્ટરને આભારી છે, જે ફિલ્ટર્સ (લાલ, લીલો, વાદળી) દ્વારા પસાર થતા પ્રકાશની માત્રાને અસર કરે છે. આ ત્રણ સબપિક્સેલનો જનરેટ કરેલ રંગ, જેના પર ફિલ્ટર લાગુ કરવામાં આવે છે, તે પિક્સેલનું ચોક્કસ રંગ મૂલ્ય આપે છે. રંગ મિશ્રણ એકદમ સરળ રીતે થાય છે, પરંતુ આ રીતે શુદ્ધ લાલ, લીલો કે વાદળી મેળવવું અશક્ય છે. અવરોધ એ ફિલ્ટર્સ છે જે ચોક્કસ લંબાઈના માત્ર એક તરંગને પ્રસારિત કરે છે, પરંતુ વિવિધ લંબાઈના તરંગોની સંપૂર્ણ શ્રેણી. ઉદાહરણ તરીકે, નારંગી પ્રકાશ પણ લાલ ફિલ્ટરમાંથી પસાર થાય છે.

જ્યારે તેના પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે એલઇડી પ્રકાશ ફેંકે છે. આને કારણે, ઇલેક્ટ્રોન (e) એન-પ્રકારની સામગ્રીમાંથી પી-પ્રકારની સામગ્રીમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. એન-પ્રકારની સામગ્રીમાં ઇલેક્ટ્રોનની અધિક સંખ્યાવાળા અણુઓ હોય છે. પી-પ્રકારની સામગ્રીમાં અણુઓ હોય છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ હોય છે. જ્યારે વધારાના ઇલેક્ટ્રોન બાદમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તેઓ પ્રકાશના રૂપમાં ઊર્જા છોડે છે. પરંપરાગત સેમિકન્ડક્ટર સ્ફટિકમાં, આ સામાન્ય રીતે ઘણી વિવિધ તરંગલંબાઇઓ દ્વારા ઉત્પાદિત સફેદ પ્રકાશ છે. આનું કારણ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ઊર્જા સ્તરોમાં હોઈ શકે છે. પરિણામે, પરિણામી ફોટોન (P) માં વિવિધ ઊર્જા હોય છે, જે રેડિયેશનની વિવિધ તરંગલંબાઇમાં પરિણમે છે.

ક્વોન્ટમ બિંદુઓ સાથે પ્રકાશ સ્થિરીકરણ

IN QLED ટીવીક્વોન્ટમ બિંદુઓ પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે - આ સ્ફટિકો માત્ર થોડા નેનોમીટર કદના છે. આ કિસ્સામાં, પ્રકાશ ફિલ્ટર્સવાળા સ્તરની જરૂર નથી, કારણ કે જ્યારે તેમના પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્ફટિકો હંમેશા સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત તરંગલંબાઇ સાથે પ્રકાશ ફેંકે છે, અને તેથી રંગ મૂલ્ય. આ અસરક્વોન્ટમ ડોટના લઘુત્તમ કદ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, જેમાં ઇલેક્ટ્રોન, અણુની જેમ, માત્ર મર્યાદિત જગ્યામાં જ આગળ વધી શકે છે. અણુની જેમ, ક્વોન્ટમ ડોટનું ઇલેક્ટ્રોન માત્ર સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત ઊર્જા સ્તરો પર કબજો કરી શકે છે. હકીકત એ છે કે આ ઊર્જા સ્તરો પણ સામગ્રી પર આધાર રાખે છે, તે ક્વોન્ટમ બિંદુઓના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોને ખાસ કરીને ટ્યુન કરવાનું શક્ય બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાલ રંગ મેળવવા માટે, કેડમિયમ, ઝીંક અને સેલેનિયમ (CdZnSe) ના એલોયમાંથી સ્ફટિકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેનું કદ લગભગ 10-12 nm છે. પીળા, લીલા અને માટે યોગ્ય કેડમિયમ અને સેલેનિયમ એલોય વાદળી રંગો, બાદમાં 2-3 એનએમના કદ સાથે ઝીંક-સલ્ફર સંયોજનમાંથી નેનોક્રિસ્ટલ્સનો ઉપયોગ કરીને પણ મેળવી શકાય છે.

મોટા પાયે ઉત્પાદન વાદળી સ્ફટિકોખૂબ જ જટિલ અને ખર્ચાળ, તેથી 2013 માં સોની દ્વારા પ્રસ્તુત ટીવી "સંપૂર્ણ" નથી ક્વોન્ટમ ડોટ્સ પર આધારિત QLED ટીવી. તેઓ જે ડિસ્પ્લે ઉત્પન્ન કરે છે તેની પાછળ વાદળી એલઇડીનું સ્તર છે, જેનો પ્રકાશ લાલ અને લીલા નેનોક્રિસ્ટલ્સના સ્તરમાંથી પસાર થાય છે. પરિણામે, તેઓ આવશ્યકપણે વર્તમાન સામાન્ય પ્રકાશ ફિલ્ટર્સને બદલે છે. આના માટે આભાર, પરંપરાગત એલસીડી ટીવીની તુલનામાં કલર ગમટ 50% વધે છે, પરંતુ તે "શુદ્ધ" QLED સ્ક્રીનના સ્તર સુધી પહોંચતું નથી. બાદમાં, વિશાળ રંગ ગમટ ઉપરાંત, બીજો ફાયદો છે: તેઓ ઊર્જા બચાવે છે, કારણ કે પ્રકાશ ફિલ્ટર્સવાળા સ્તરની જરૂર નથી. આનો આભાર, QLED ટીવીમાં સ્ક્રીનનો આગળનો ભાગ પણ પ્રાપ્ત થાય છે વધુ પ્રકાશ, પરંપરાગત ટીવી કરતાં, જે ફક્ત 5% પ્રકાશ પ્રવાહનું પ્રસારણ કરે છે.

સેમસંગ તરફથી ક્વોન્ટમ ડોટ ડિસ્પ્લે સાથે QLED ટીવી

સેમસંગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સે રશિયામાં ક્વોન્ટમ ડોટ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બનાવેલા પ્રીમિયમ ટીવી રજૂ કર્યા. 3840 × 2160 પિક્સેલના રિઝોલ્યુશનવાળા નવા ઉત્પાદનો સસ્તા ન હતા, અને ફ્લેગશિપ મોડેલની કિંમત 2 મિલિયન રુબેલ્સ હતી.

નવીનતાઓ.ક્વોન્ટમ ડોટ્સ પર આધારિત વળાંકવાળા સેમસંગ SUHD ટીવી ઉચ્ચ કલર રેન્ડરિંગ, કોન્ટ્રાસ્ટ અને પાવર વપરાશની લાક્ષણિકતાઓમાં સામાન્ય LCD મોડલ્સથી અલગ પડે છે. ઇન્ટિગ્રેટેડ SUHD રિમાસ્ટરિંગ એંજીન તમને લો-રિઝોલ્યુશન વિડિઓ સામગ્રીને 4K સુધી અપસ્કેલ કરવાની મંજૂરી આપે છે. વધુમાં, નવા ટીવીને પીક ઈલ્યુમિનેટર અને પ્રિસિઝન બ્લેક ઈન્ટેલિજન્ટ બેકલાઈટ ફંક્શન્સ, નેનો ક્રિસ્ટલ કલર ટેક્નોલોજી (રંગોની સંતૃપ્તિ અને પ્રાકૃતિકતા સુધારે છે), UHD ડિમિંગ (શ્રેષ્ઠ કોન્ટ્રાસ્ટ પૂરો પાડે છે) અને ઓટો ડેપ્થ એન્હાન્સર (ચોક્કસ વિસ્તારો માટે આપોઆપ કોન્ટ્રાસ્ટ એડજસ્ટ કરે છે. ચિત્રની). IN કાર્યક્રમ આધારટીવી અપડેટેડ સેમસંગ સ્માર્ટ ટીવી પ્લેટફોર્મ સાથે Tizen ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ પર આધારિત છે.

કિંમતો.સેમસંગ SUHD ટીવી પરિવાર પ્રસ્તુત છે ત્રણ એપિસોડ(JS9500, JS9000 અને JS8500), જ્યાં કિંમત 130 હજાર રુબેલ્સથી શરૂ થાય છે. આ 48-ઇંચ મોડલ UE48JS8500TXRU રશિયન ખરીદદારોને કેટલો ખર્ચ થશે. ક્વોન્ટમ ડોટ્સવાળા ટીવીની મહત્તમ કિંમત 2 મિલિયન રુબેલ્સ સુધી પહોંચે છે - 88-ઇંચના વળાંકવાળા ડિસ્પ્લે સાથે UE88JS9500TXRU મોડેલ માટે.

QLED ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને નવી પેઢીના ટીવી દક્ષિણ કોરિયન સેમસંગ ઈલેક્ટ્રોનિક્સ અને LG ઈલેક્ટ્રોનિક્સ, ચાઈનીઝ TCL અને હાઈસેન્સ અને જાપાનીઝ સોની દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવી રહ્યા છે. બાદમાં પહેલાથી જ ક્વોન્ટમ ડોટ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બનાવેલા એલસીડી ટીવી બહાર પાડી દીધા છે, જેનો મેં ક્વોન્ટમ ડોટ એલઇડી ટેક્નોલોજીના વર્ણનમાં ઉલ્લેખ કર્યો છે.



શું તમને લેખ ગમ્યો? તમારા મિત્રો સાથે શેર કરો!
પણ વાંચો