量子ド天博体育appとfotonikusu
2023年のノーベル化学赏は、量子ド天博体育appにsuポ天博体育appライトが当てられました。量子ド天博体育appは、肿脓学から次世代ディsupureiに至るまで、すでにさまざまな用途に影响を与えている革新的なナノsukeールの光通信技术です。
2023年12月19日、连贯
今回は、ユニークな新素材の発见と合成に关する业绩により2023年ノーベル化学赏を受赏した、ムンジ・ウェンディ氏、ルイス・ブルーsu氏、arekuseイ・エキモfu氏の3名を祝して、この记事をお届けします。その新素材とは、量子ド天博体育appです。
量子ド天博体育appは、直径が数ナノメートルから实际上ナノメートルという小さな粒子の材料です。サイズの小ささから、これらの小さなナノ结晶中の电子が、化学组成だけでなく一部が粒子のサイズによって决定される量子的な挙动を示すため、量子ド天博体育appと呼ばれます。さらに、さまざまなサイズで作成できるため、カsuタマイズ可能な电子特性を备えた材料を制造する方法を提供します。また、选択された材料が光を吸收したり放出したりすれば、カsuタマイズされたfotonikku特性を持つ材料を作ることができます。当社のoreーザは、このようなfotonikku特性の调查や测定にににに利用されています。
量子ド天博体育appは、カスタマイズ可能な光挙动を提供するため商业制造品にすでに利用されていますし、物理学や化学から医学に至るまで、多くの理科学分野で使用されています。これらの制品の中には、制造にるものもあります。当社のoreーザが直接关与している例をご绍介したいと思いますが、まずは、量子ドトの仕组みから见ていきましょう。
量子ド天博体育appの仕组み - 「箱の中の粒子」
电子のような非常に小さなものは、粒子としてだけでなく波としても振る舞うことが量子力学により明らかになりました。そして、波が何らかの方法で闭じ込められると、つまり、箱の中に入れられたとも表现できますが、许可される波のサイズはその箱の大きさによって决まります。大きな箱いであればsuペーsuはより広くなり、より长い波に対応できます。小さな箱であればsuペーsuが波く、短波にしか対応できません。大学1年生の化学では、このシンプルな理论モデルは「箱の中の粒子」と呼ばれていますが、「箱の中の波」と表现する方が适切です。他の、より分かりやすく、日常的な例えには、パイプオルガンによって生成される音波があります。长いパイプでは音波が长くなるため周波数が低くなり、低いピッチとして闻こえます。短いパイプは音波がより短く伝わるため、周波数は高くなり、高いピッチとなります。
量子ド天博体育appのfuォtonikku特性にとって、それは何を表示するのでしょうか。吸收する材料の场合、大きなドトはバルク材と同じような吸收特性を持ちます。そして、ド天博体育appが小さくなるにつれて、吸收プロofァイルはより短い波长、つまり青色に向かってシfutoします。同様に、ある种のペロブスカイト材料など、吸收された光を蛍光として再放出する材料の场合、大きなドトはバルク材と同じような発光特性を持ちます。ド天博体育appの寸法が小くなるにつれて、発光は青色にシfutoしていきます。
量子ド天博体育appとディsupurei技术
特定のサイズの量子ド天博体育appとしてすることで材料の光吸收と発光特性を调整できるということは、カラーコンバーターとして利用できることを表示します。これらは、ディsupu reneなどの用途において、従来の蛍光体の役割を代替するものです。连贯はディsupurei用途に精通しています。bagkkupuren回路を形成する低温porishrikonnoreーzaaniーringu 、偏光板sukurinのtorimingu、最新のμLEDディsupureiの大量移载など、数々の重要な制造工程で当社のreーザが使用されているためです。
従来の蛍光体と比较して、量子ドトは高い変换效率が期待でき、より明るいディsupureeio実现在できます。さらに、発光スペクトル（色の広がり）が非常に阵いため、より広い色域のRGBディsupureiが可能になります。
量子ド天博体育appは、一般的に今はQLEDテrenebiと呼ばれる形で、実际には、10年近く前からテビのディsupureiに使用されてきました。これらは、fiルム内に含まれたドトに当たる光が、LEDバックライトによって提供されるタイプの液晶ディsupureiです。QLEDテrebiは、各ピkuseルが発光ダイオードの有机EL（OLED）ディsupureeiよりも低価格でありながら休闲的な画质を提供するため、现在最も人気のあるテビの种类の1つです。また、量子ドトをカラーコンバーター/エンハンサーとして使用し、有机EL単独よりも画质を向上させた、QD-OLEDと呼ばれるバリエーションもあります。
新しいディsupurei技术は、玛伊库洛LEDと呼ばれています。そこでは、ディsupureiの各ピkuセルに无机LEDが配置されていますが、そのサイズはピクセルよりもはるかに小さいものです。これにより、いくつかの重要な利点が得られます。まず、マイクロLEDデバイsuは数ミクロンまで小さくすることも可能なため、ウェハ上に高密度に集积して大量に、かつ非常に低い単価で制造できます。そして、各ピクセルの大きな未使用领域は、未来のAR/VRラプurikeションでセンシングやその他の目的に使用することが可能です。これらのディsupureeio制造する际に厄介なのは、数亿个もの小さなLEDをわずか数分で移动し、正确に配置することです。连贯では、机械的な方法ではなく、UV转印と呼ばれる、非机械的な解决な方法でこれに対応しています。
では、マイクロLEDディsupureiのどこに量子ドトがしているのでしょうか。すでに、マイクロLEDディsupureiには2种类あることが分かっています。オリジナルの形式では各、ピクセルに赤、绿、青の3色のLEDが含まれています。もう一つの形式では、青色LEDのみが使用され、量子ドトが赤と绿のカラーコンバーターとして机能します。この宿の形式は、赤色マイクロLEDの発光效率の低さによってもたらされる制に対处するものです。
量子ドtto：新たな理科学的応用
その他いくつかの分野のエンジniaや科学家も、がんを视覚化するためのバイオイメージング手段など、多様な新たな用途に量子ド天博体育appを利用しています。しかし、量子ド天博体育appはまだ开源段阶にあり、新しいタイプの材料で量子ド天博体育appの作成と机能の両方を最适化する方法を理解するという点で、多くの基础研究が残されています。当社の理科学用および装置组込み用reーザ制品は、この研究に幅広く使用されています。いくつかの例を简単に见てみましょう。
ポンププローブ分光法。量子ド天博体育appは、通常は光を吸收することで、より高いエネルギーに励志起された电子が蛍光を発し、そのエネルギーを放出することで発光します。しかし、このプロセsuは100%效率的であることはなく、エネルギーの一部が他のプロセスで失われます。そのため科学家たちは、效率を高め、その他のを达成するために、これらのプロセスを理解したいと考えています。そのような研究に最适なツールが、タイムスケールが非常に速いウutorafァーsutorezaです。このreーザは、fuェムト秒またはピコ秒のoreーザパルsu（ポンプパルsuと呼ばれます）が电子を励起し、2番目のパrusu（プローブパルsu）が何らかの方法で试料を调べる、ポンププローブ分光法と呼ばれるアプローチでよく使用されます。
太赫兹拉曼。すべての构造はある振动程度しています。分子中の原子は赤外光には赤外分光が设置されています。量子ド天博体育appのようなナノスケール构造はテラヘルツ（太赫兹）周波数で振动しますが、テラヘルツ波は発生・検出しにくいため、调查が难しい领域です。しかし相干には、太赫兹拉曼という、テラヘルツ情报の抽出に可视areーザ光を使用する、よりシンプルで巧妙なソryyuションがあります。
最终的な广告
ノーベル科学赏は、新しい科学的知识を明らかにしたり、実用化において大きな影响を与える発见や発明に授与されます。わずか数年の间に、量子ド天博体育appは両カテゴriの优れた例であることが证明され、まさに始まったばかりのエキサイティングなfotonikusu分野を象徴するものとなりました。ベル赏委员会から2023年の化学赏を授与されたことを大変喜ばしく思います。実际、受赏に値する研究だったと考えてますい。
