РОСНАНО софинансирует создание производства коллоидных квантовых точек

 

Наблюдательный совет РОСНАНО одобрил софинансирование проекта по созданию производства коллоидных квантовых точек — наноразмерных полупроводниковых кристаллов с уникальными флуоресцентными свойствами.

Квантовые точки востребованы в производстве светодиодов, источников белого света, идентификационных меток и биомедицинских маркеров. Перспективные области применения квантовых точек — солнечные батареи с повышенным КПД преобразования, «гибкая» электроника и оптоэлектронные устройства.

Начало коммерческих продаж намечено на 2011 г. К 2014 г. проектная компания планирует выйти на уровень продаж около 250 млн руб. и занять примерно 3,5% мирового рынка коллоидных квантовых точек. Предполагается, что на экспорт будет поставляться до 50% выпускаемой продукции.

Совместно с РОСНАНО будет создано конкурентное в мировом масштабе наукоемкое производство продукции, удовлетворяющей современным и перспективным требованиям потребителей. Используемая технология позволяет получать квантовые точки с уникальными характеристиками — фотостабильностью более 5 лет и квантовым выходом флуоресценции более 50%.

«Этот проект важен для развития отечественной инновационной экономики не только с коммерческой точки зрения, — подчеркнул член правления РОСНАНО, управляющий директор Дионис Гордин. — Квантовые точки являются сырьем для целого ряда перспективных направлений наноиндустрии с высокой добавленной стоимостью, такие как биомаркеры и диагностическая аппаратура или оптоэлектронные устройства. Так возникает мультипликативный эффект».

Краткая технологическая справка

Квантовые точки — полупроводниковые кристаллы, которые из-за малого размера проявляют квантовые свойства, характерные для отдельных молекул и не присущие объемным полупроводникам. Из-за этого квантовые точки иногда называют «искусственными атомами».
Существует два основных метода получения квантовых точек: коллоидный синтез, при котором вещества-предшественники смешиваются в растворе, и эпитаксия — выращивание кристаллов на поверхности подложки. Коллоидный синтез позволяет получать нанокристаллы, покрытые слоем адсорбированных поверхностно-активных молекул. Они растворимы в органических растворителях, а после модификации — также в воде и спиртах. В результате эпитаксиального выращивания получаются квантовые точки, связанные с подложкой — они могут использоваться, например, в перспективных приложениях наноэлектроники.
Особый интерес для различных приложений представляют флуоресцирующие квантовые точки, получаемые методом коллоидного синтеза. Поглощая энергию излучения в широком диапазоне, они испускают узкий спектр световых волн. При этом длина волны излучения зависит от размера частиц — квантовые точки из одного материала, но разного размера светятся разными цветами. По сравнению с традиционными флуоресцентными материалами квантовые точки обладают большей фотостабильностью — они не выцветают на протяжении нескольких лет.

Квантовые точки на основе халькогенидов кадмия в зависимости от своего размера флуоресцируют разными цветами. Иллюстрация предоставлена Центром высоких технологий ФГУП «Научно-исследовательский инстиут прикладной акустики».

Разрабатываемая технология производства коллоидных квантовых точек позволяет обеспечить точный контроль основных оптических характеристик продукции: цвет свечения (длина волны флуоресценции ±2 нм), чистота цвета (полуширина пика флуоресценции <30 нм, ±2 нм), яркость свечения (квантовый выход флуоресценции >50%, ±5%), диапазон длин волн 400-650 нм. Одной из основных областей их применения станут наноструктурированные материалы для светодиодов.

Флуоресценция взвесей квантовых точек разного размера при облучении ультрафиолетом. Фотография пресс-службы РОСНАНО.