Otonom laboratuvar, sınıfının en iyisi kuantum noktasını saatler içinde keşfetti

Işığı oluşturmak, işlemek veya tespit etmek için tasarlanmış elektronik ve fotonik cihazlarda kullanılacak en yüksek kalitede malzemelerin nasıl üretileceğini belirlemek, yıllar süren odaklanmış laboratuvar çalışmaları gerektirebilir. Araştırmacılar artık belirli uygulamalar için “sınıfının en iyisi” malzemelerin nasıl sentezleneceğini saatler veya günler içinde tanımlayabilen otonom bir sistem geliştirdiler.
Çalışma kısmen de olsa desteklendi. ABD Ulusal Bilim Vakfıve açık erişimli bir makale olarak yayınlandı Gelişmiş Enerji Malzemeleri.
SmartDope adı verilen yeni sistem, perovskit kuantum noktaları olarak adlandırılan malzemelerin özelliklerinin, özelliklerinin modüle edilmesi amacıyla malzemelere kasıtlı olarak yabancı maddelerin kasıtlı olarak sokulması yoluyla “doping” yoluyla arttırılması konusunda uzun süredir devam eden bir zorluğun üstesinden gelmek için geliştirildi.
SmartDope üzerine bir makalenin ilgili yazarı ve kimya mühendisi Milad Abolhasani, “Bu özel kuantum noktaları ilgi çekici çünkü yeni nesil fotovoltaik cihazlar ve diğer fotonik ve optoelektronik cihazlar için umut vaat ediyorlar” diyor. Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi. “Örneğin, güneş pillerinin verimliliğini artırmak için kullanılabilirler, çünkü güneş pillerinin verimli bir şekilde absorbe edemediği UV ışığının dalga boylarını emebilir ve bunları, güneş pillerinin elektriğe dönüştürmede çok etkili olduğu ışık dalga boylarına dönüştürebilirler. “
Bu malzemeler çok umut verici olsa da, UV ışığını istenen ışık dalga boylarına dönüştürme verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için mümkün olan en yüksek kalitede kuantum noktalarının sentezlenmesine yönelik yöntemler geliştirmede zorluklar yaşandı.
Abolhasani, “Basit bir sorumuz vardı” diyor. “Bu uygulama için mümkün olan en iyi katkılı kuantum noktası nedir? Ancak bu soruyu geleneksel tekniklerle yanıtlamak 10 yıl sürebilir. Biz de bu soruyu saatler içinde yanıtlamamıza olanak tanıyan özerk bir laboratuvar geliştirdik.”
SmartDope, hangi kimyasallarla çalışılacağına ve belirlenmiş bir hedefe ilişkin ilk bilgileri aldıktan sonra, kuantum nokta sentezi deneylerini hızlı bir şekilde gerçekleştirmek için son derece küçük miktarlarda kimyasal kullanan sürekli akışlı bir reaktörde deneyleri bağımsız olarak yürütmeye başlar.
Abolhasani, “Bu malzeme için sınıfının en iyisi çözümü bir günde bulduk” dedi.