झपकना बंद करने के लिए क्वांटम अंक प्राप्त करना currenthindi

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झपकना बंद करने के लिए क्वांटम अंक प्राप्त करना

एमआईटी केमिस्टों ने फॉर्मूलेशन या उत्पादन प्रक्रिया में किसी भी संशोधन की आवश्यकता के बिना, पीले क्षेत्रों के रूप में दिखाए गए क्वांटम डॉट्स के अवांछित झिलमिलाहट को नियंत्रित करने का एक तरीका खोज लिया है। श्रेय: जियाओजियान शी, वेईवेई सन, और हेंड्रिक उज्जत, कीथ नेल्सन और मौंगी बावेंडी, आदि। अली

1990 के दशक में आविष्कार किए गए क्वांटम डॉट्स में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है और कुछ हाई-एंड टेलीविज़न में ज्वलंत रंगों का उत्पादन करने के लिए जाने जाते हैं। लेकिन कुछ संभावित उपयोगों के लिए, जैसे किसी दवा के जैव रासायनिक मार्गों को ट्रैक करना क्योंकि यह जीवित कोशिकाओं के साथ बातचीत करता है, प्रगति स्पष्ट रूप से अनियंत्रित विशेषता से बाधित होती है: यादृच्छिक अंतराल पर झपकी लेने की प्रवृत्ति। टीवी स्क्रीन की तरह, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि डॉट्स का समग्र रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन यह सटीक कार्यक्रमों के लिए एक महत्वपूर्ण कमी हो सकती है।


अब, एमआईटी में केमिस्टों की एक टीम ने फॉर्मूलेशन या निर्माण प्रक्रिया में किसी भी संशोधन की आवश्यकता के बिना इस अवांछित झपकी को नियंत्रित करने का एक तरीका खोजा है। एक अनंत क्षण के लिए मध्य-अवरक्त लेजर प्रकाश की किरण को फायर करने से-एक सेकंड के खरबवें हिस्से के एक अंश के लिए – एक क्वांटम डॉट की पलक अपेक्षाकृत लंबी अवधि के लिए गायब हो जाती है, एक लेज़र पल्स की तुलना में अरबों गुना अधिक।

एक जर्नल में छपे एक पेपर में नई तकनीक का वर्णन किया गया है प्रकृति नैनो तकनीक, डॉक्टरेट छात्र जियाओजियान शी, वेईवेई सन, और हेंड्रिक उज्जत, रसायन विज्ञान के प्रोफेसर कीथ नेल्सन और माउंगी बावेंडी और एमआईटी में पांच अन्य।

क्वांटम डॉट्स छोटे कण होते हैं, जो अर्धचालक पदार्थ से बने होते हैं, बस कुछ नैनोमीटर के आसपास, जिनके इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तरों के बीच “बैंडगैप” होता है। जब ऐसी सामग्री उन पर चमकने वाले प्रकाश से ऊर्जा प्राप्त करती है, तो इलेक्ट्रॉन एक उच्च ऊर्जा बैंड में जा सकते हैं; जब वे अपने पिछले स्तर पर लौटते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन, प्रकाश के कणों के रूप में निकलती है। इस प्रकाश की आवृत्ति, जो इसके रंग को निर्धारित करती है, को डॉट्स के आकार और आयामों का चयन करके ठीक से ट्यून किया जा सकता है। डिस्प्ले स्क्रीन के अलावा, क्वांटम डॉट्स का उपयोग सौर सेल, ट्रांजिस्टर, लेजर और क्वांटम सूचना उपकरणों के रूप में किए जाने की संभावना है।

1990 के दशक में पहली क्वांटम डॉट्स बनने के तुरंत बाद झिलमिलाहट की घटना देखी गई थी। “उस समय से,” बावेंडी कहते हैं, “मैं प्रस्तुतियाँ दूंगा [about quantum dots], और लोग कहेंगे, ‘बस इससे छुटकारा पाओ!’ इसलिए, इंजीनियरिंग या अन्य अणुओं को जोड़कर डॉट और उसके पर्यावरण के बीच इंटरफेस को खत्म करने की कोशिश में बहुत प्रयास किया गया था। लेकिन इनमें से किसी भी चीज़ ने वास्तव में अच्छा काम नहीं किया या यह बहुत प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य नहीं था।”

“हम जानते हैं कि कुछ क्वांटम डेटा अनुप्रयोगों के लिए, हमें एक पूर्ण सिंगल-फोटॉन एमिटर स्रोत की आवश्यकता होती है, ” सूर्य बताते हैं। लेकिन वर्तमान में उपलब्ध क्वांटम डॉट्स के साथ, जो अन्यथा ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो सकते हैं, “वे बेतरतीब ढंग से बंद हो जाएंगे, और इन बिंदुओं से फोटोल्यूमिनेशन का उपयोग करने वाले किसी भी एप्लिकेशन के लिए वास्तव में हानिकारक है।”

लेकिन अब, वह कहती हैं, टीम के शोध के लिए धन्यवाद, “हम इन अल्ट्रा-फास्ट मिड-इन्फ्रारेड दालों का उपयोग करते हैं, और क्वांटम डॉट्स ‘ऑन’ स्थिति में रह सकते हैं। यह संभावित रूप से क्वांटम डेटा जैसे अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयोगी हो सकता है।” विज्ञान , जहां आपको बिना किसी रुकावट के एकल फोटॉन के उज्ज्वल स्रोत की आवश्यकता होती है।”

इसी तरह, बायोमेडिकल अनुसंधान अनुप्रयोगों के लिए, झपकने को समाप्त किया जाना चाहिए, शी कहते हैं। “कई जैविक प्रक्रियाएं हैं जिन्हें वास्तव में एक स्थिर फोटोल्यूमिनसेंट टैग के साथ विज़ुअलाइज़ेशन की आवश्यकता होती है, जैसे ट्रैकिंग एप्लिकेशन। यह कहां है। यह समाप्त होता है।” यह अधिक कुशल दवा-पहचान प्रक्रियाओं को जन्म दे सकता है, वे कहते हैं, “लेकिन अगर क्वांटम डॉट्स बहुत अधिक झपकने लगते हैं, तो आप मूल रूप से इस बात का ट्रैक खो देंगे कि अणु कहां हैं।”

नेल्सन, जो हसलम और डेवी में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर हैं, बताते हैं कि झिलमिलाहट का कारण एक अतिरिक्त विद्युत आवेश हो सकता है, जैसे कि एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन, जो क्वांटम बिंदु के बाहरी भाग से जुड़ा होता है, जो सतह के गुणों में बदलाव से जुड़ा होता है। . प्रकाश उत्सर्जित करने के बजाय अतिरिक्त ऊर्जा मुक्त करने के अन्य वैकल्पिक तरीके हैं।

“एक वास्तविक वातावरण में विभिन्न चीजें हो सकती हैं,” नेल्सन कहते हैं, “जैसे कि एक इलेक्ट्रॉन उस पर कहीं क्वांटम डॉट सतह पर चमक रहा था।” विद्युत रूप से तटस्थ होने के बजाय, क्वांटम डॉट में अब एक शुद्ध चार्ज होता है, और जब यह एक फोटॉन उत्सर्जित करके अपनी जमीनी स्थिति में वापस आ सकता है, “अतिरिक्त चार्ज दुर्भाग्य से इलेक्ट्रॉन की उत्तेजित अवस्था के लिए अतिरिक्त मार्गों का एक पूरा गुच्छा भी खोल देता है। . फोटॉन उत्सर्जित किए बिना ग्राउंड स्टेट। उदाहरण के लिए, इसके बजाय गर्मी को हटाकर वापस लौटें।

लेकिन जब मध्य-अवरक्त प्रकाश के विस्फोट के साथ ज़िप किया जाता है, तो अतिरिक्त चार्ज सतह से खटखटाया जाता है, जिससे क्वांटम बिंदुओं को एक स्थिर उत्सर्जन उत्पन्न करने और उनकी टिमटिमाना बंद करने की अनुमति मिलती है।

उत्ज़त का कहना है कि यह एक “बहुत ही सामान्य प्रक्रिया” है जो कुछ अन्य उपकरणों में विसंगतियों से निपटने में उपयोगी हो सकती है, जैसे कि हीरे में तथाकथित नाइट्रोजन वैक्यूम केंद्र, जिसका उपयोग किया जाता है। अल्ट्रा-हाई-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी के लिए और ऑप्टिकल क्वांटम टेक्नोलॉजी में सिंगल-फोटॉन के स्रोत के रूप में। “भले ही हमने इसे केवल एक प्रकार की वर्कहॉर्स सामग्री, क्वांटम डॉट के लिए दिखाया है, मुझे लगता है कि हम इस पद्धति को अन्य उत्सर्जकों पर लागू कर सकते हैं,” वे कहते हैं। “मुझे लगता है कि इस मध्य-अवरक्त प्रकाश का उपयोग करने का मूल प्रभाव विभिन्न सामग्रियों की एक विस्तृत विविधता पर लागू होता है।”

नेल्सन का कहना है कि प्रभाव मध्य-अवरक्त दालों तक सीमित नहीं हो सकता है, जो वर्तमान में बड़े और महंगे प्रयोगशाला लेजर उपकरणों पर निर्भर हैं और अभी तक व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए तैयार नहीं हैं। एक ही सिद्धांत टेराहर्ट्ज़ आवृत्तियों तक विस्तारित हो सकता है, वे कहते हैं, एक ऐसे क्षेत्र में जो उनकी प्रयोगशाला और अन्य में विकास के अधीन है, और सिद्धांत रूप में कई छोटे और कम खर्चीले उपकरणों को जन्म दे सकता है।

शोध दल में अर्दवन फराहवाश, फ्रैंक गाओ, झुकवान झांग, उलुगबेक बरोटोव और एडम विलार्ड भी शामिल हैं, जो एमआईटी में थे। इस काम को यूएस आर्मी रिसर्च लैब और यूएस आर्मी रिसर्च ऑफिस, इंस्टीट्यूट फॉर सोल्जर नैनोटेक्नोलॉजी, यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी और सैमसंग ग्लोबल आउटरीच प्रोग्राम ने सपोर्ट किया था।


उत्सर्जित प्रकाश के एमएक्सईएन क्वांटम डॉट्स


और जानकारी:
कीथ नेल्सन, अल्ट्राफास्ट मिड-इन्फ्रारेड पल्स के साथ क्वांटम डॉट्स में ऑल-ऑप्टिकल फ्लोरेसेंस ब्लिंकिंग कंट्रोल, प्रकृति नैनो तकनीक (2021)। डीओआई: 10.1038 / s41565-021-01016-w. www.nature.com/articles/s41565-021-01016-w

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी द्वारा प्रदान किया गया

उल्लेख: ब्लिंकिंग रोकने के लिए क्वांटम डॉट्स प्राप्त करना (2021, 22 नवंबर) 22 नवंबर, 2021 को https://phys.org/news/2021-11-quantum-dots.html से लिया गया।

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