Anzeige
Anzeige
News
Artikel merken

Blaue Quantenpunkte: Japanische Forschende arbeiten am Bildschirm der Zukunft

Quantenpunkte gelten als Zukunft der Display-Technologie. Screens auf dieser Basis würden weniger Energie benötigen, heller strahlen und farbechter sein als bisherige Generationen, die konventionelle LEDs verwenden.

2 Min. Lesezeit
Anzeige
Anzeige
Fast perfektes Blau - eben nicht sehr lange. (Screenshot: t3n / Youtube)

Wenn wir mit der Lupe auf ein Display schauen, dann können wir die einzelnen Pixel erkennen, aus denen sich das Bild zusammensetzt. Dabei sind die Pixel indes nicht die kleinsten Einheiten.

Anzeige
Anzeige

So werden Pixel (anders-)farbig

Um die einzelnen Pixel in einer fast beliebigen Zahl Farben erstrahlen zu lassen, bedarf es dreier Subpixel in den RGB-Farben – also rot, grün und blau. Je nach Strahlungsintensität des einzelnen Subpixels mischt sich die gewünschte Farbe.

Unter den verschiedenen technischen Methoden, die Bilddarstellung weiter zu verbessern, rechnen Forschende den sogenannten Quantenpunkt-Leuchtdioden (QD-LEDs) die größten Chancen zu. Auch die müssen in der Lage sein, die Grundfarben zu repräsentieren. Dabei gilt die Herstellung blauer Quantenpunkte als besonders schwierig.

Anzeige
Anzeige

Das liegt daran, dass die blauen Subpixel die wichtigsten sind. Sie können durch einen Prozess, der als Abwärtskonvertierung bezeichnet wird, ihre blaue Strahlung zur Erzeugung von grünem und rotem Licht verwenden. Das erfordert indes eine genaue Steuerung der physikalischen Parameter.

Japanisches Forschendenteam entscheidet sich für völlig neue Vorgehensweise

Einem Forschendenteam der japanischen Universität Tokio ist es nun unter der Leitung des Chemie-Professors Eiichi Nakamura gelungen, eine Lösung für die Herstellung hochwertiger blauer Quantenpunkte zu finden. Dazu setzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine neue Methode ein, die auf selbstorganisierenden chemischen Strukturen basiert, und ergänzen sie um eine hochmoderne Bildgebungstechnik zur Visualisierung der neuartigen blauen Quantenpunkte.

Anzeige
Anzeige

Nakamura zufolge hat sich sein Team vom bisherigen Ansatz, Substanzen so zu verkleinern, dass sie für den Zweck nutzbar werden, verabschiedet. Stattdessen sei auf molekularer Ebene gearbeitet worden, um vom Kleinsten zum Quantenpunkt zu gelangen. Nakamura erklärt das so:

„Stellen Sie sich das so vor, als würden Sie ein Haus aus Ziegeln bauen, anstatt es aus Stein zu meißeln. Es ist viel einfacher, präzise zu sein, so zu gestalten, wie man es will, und es ist auch effizienter und kostengünstiger.”

Anzeige
Anzeige

Seinem Team sei es gelungen, Moleküle so präzise zu steuern, dass sie von selbst die gewünschten Strukturen bildeten, so der Professor. Das war allerdings erst der zweite Schritt, der den Erfolg sichern konnte.

Apfelsäure macht den Unterschied

Zunächst galt es, die richtige chemische Zusammensetzung des einzelnen Punktes zu finden. Die fanden sie in einer hybriden Mischung aus organischen und anorganischen Verbindungen wie Bleiperowskit, Apfelsäure und Oleylamin. Über ein Jahr hat das Team methodisch verschiedene Zusammensetzungen untersucht.

„Überraschenderweise bestand eine unserer größten Herausforderungen darin, herauszufinden, dass Apfelsäure ein Schlüsselstück in unserem chemischen Puzzle ist,” erläutert Professor Nakamura.

Anzeige
Anzeige

Um letztlich die optimale Struktur des Quantenpunkts zu bestimmen, setzten die Forschenden eine Weiterentwicklung der elektronenmikroskopischen Bildgebung, das sogenannte Smart-EM, auch Cinematic Chemistry genannt, ein. Damit lassen sich auch dynamische Zustände exakt abbilden.

Perfektes Blau, aber nicht lange

Schlussendlich gelang es Nakamuras Team einen blauen Quantenpunkt herzustellen, der bei der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ein nahezu perfektes blaues Licht erzeugt, wie es der internationale Standard für die Messung der Farbgenauigkeit vorsieht.

Leider erweist sich der perfekte Quantenpunkt noch als extrem kurzlebig. Daran will das Team nun arbeiten und auch Kooperationen mit der Industrie eingehen, um zu einem fertigungsreifen Produkt zu gelangen. Ihre bisherigen Ergebnisse haben die Forschenden im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.

Mehr zu diesem Thema
Fast fertig!

Bitte klicke auf den Link in der Bestätigungsmail, um deine Anmeldung abzuschließen.

Du willst noch weitere Infos zum Newsletter? Jetzt mehr erfahren

Anzeige
Anzeige
Schreib den ersten Kommentar!
Bitte beachte unsere Community-Richtlinien

Wir freuen uns über kontroverse Diskussionen, die gerne auch mal hitzig geführt werden dürfen. Beleidigende, grob anstößige, rassistische und strafrechtlich relevante Äußerungen und Beiträge tolerieren wir nicht. Bitte achte darauf, dass du keine Texte veröffentlichst, für die du keine ausdrückliche Erlaubnis des Urhebers hast. Ebenfalls nicht erlaubt ist der Missbrauch der Webangebote unter t3n.de als Werbeplattform. Die Nennung von Produktnamen, Herstellern, Dienstleistern und Websites ist nur dann zulässig, wenn damit nicht vorrangig der Zweck der Werbung verfolgt wird. Wir behalten uns vor, Beiträge, die diese Regeln verletzen, zu löschen und Accounts zeitweilig oder auf Dauer zu sperren.

Trotz all dieser notwendigen Regeln: Diskutiere kontrovers, sage anderen deine Meinung, trage mit weiterführenden Informationen zum Wissensaustausch bei, aber bleibe dabei fair und respektiere die Meinung anderer. Wir wünschen Dir viel Spaß mit den Webangeboten von t3n und freuen uns auf spannende Beiträge.

Dein t3n-Team

Melde dich mit deinem t3n Account an oder fülle die unteren Felder aus.

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus!
Hallo und herzlich willkommen bei t3n!

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus, um diesen Artikel zu lesen.

Wir sind ein unabhängiger Publisher mit einem Team von mehr als 75 fantastischen Menschen, aber ohne riesigen Konzern im Rücken. Banner und ähnliche Werbemittel sind für unsere Finanzierung sehr wichtig.

Schon jetzt und im Namen der gesamten t3n-Crew: vielen Dank für deine Unterstützung! 🙌

Deine t3n-Crew

Anleitung zur Deaktivierung
Artikel merken

Bitte melde dich an, um diesen Artikel in deiner persönlichen Merkliste auf t3n zu speichern.

Jetzt registrieren und merken

Du hast schon einen t3n-Account? Hier anmelden

oder
Auf Mastodon teilen

Gib die URL deiner Mastodon-Instanz ein, um den Artikel zu teilen.

Anzeige
Anzeige