Yaygın olarak kullanılan kuantum noktaları QLED TV’lerden güneş pillerine, bellek kartlarından kanser tedavisine kadar çeşitli alanlarda kullanılıyor. Geliştirilen yeni yöntem, tarımsal atıkları düşük maliyetli, çevre dostu bir şekilde son teknoloji ışık yayan diyotlara dönüştürüyor.
Japonya’daki Hiroşima Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Ken-ichi Saitow; geleneksel kuantum noktalarının genellikle kadmiyum, kurşun veya diğer ağır metaller gibi toksik maddeler içerdiğine, ancak ekip tarafından önerilen kuantum nokta işlemi ve üretim yönteminin en aza indirebileceğine dikkat çekti. Ekibin araştırma yönü “silikon kuantum noktaları” türüdür.
Silikon, dünya üzerinde yüksek bir içeriğe sahiptir, ağır metaller bulundurmaması onu çevre dostu yapıyor. Ayrıca kararlılık ve yüksek çalışma sıcaklığı ona büyük avantajlar sağlıyor. Bu nedenle bu madde Tıp, bellek, ışık yayan diyotlar, ışık sensörleri ve fotovoltaik bileşenlerde yaygın olarak kullanılırlar.
Ekip, silikon kuantum noktalarını daha çevreci yapmak için pirinç kabuğu atıklarını kullanmak istiyor. Ekip, pirincin seçilmesinin nedeninin sadece dünyada her yıl 100 milyon ton pirinç kabuğu atığının üretilmesi değil, atık pirinç kabuğunun aslında önemli bir silikon kaynağı olması olduğunu belirtiyor.
Atık pirinç kabuğunun yüksek saflıkta silika ve yüksek katma değerli silika tozu için iyi bir kaynak olduğunu kanıtlamıştır. Hiroşima Üniversitesi ekibi önce pirinç kabuğunu öğüttü ve silika tozunu çıkarmak için organik bileşikleri yaktı. Kalan materyaller daha sonra bir elektrikli fırına döküldü ve elde edilen saflaştırılmış silika tozu parçacıklarını daha da azaltmak için ısıtıldı ve kimyasal olarak işlevsel hale getirmek için bir çözücüye eklendi. Son olarak turuncu-kırmızı aralığında ışık yayan, ışık verimi %20’yi geçen 3 nanometre boyutunda silikon kuantum noktaları elde edildi.
Ekip, silikon kuantum noktalarının, indiyum kalay oksit cam yüzeyler ve alüminyum filmler ile yeni LED’ler oluşturmak için diğer malzeme katmanlarıyla birleştirilebileceğine dikkat çekti.
Geleceğe umutla bakan ekip, geliştirilen yöntemin şeker kamışı, bambu, buğday ve arpa gibi silikon dioksit çıkarabilen diğer bitkilere de uygulanabileceğine inanıyor ve bu doğal bitki ve atıkların da dönüştürülebileceğine inanıyor.
