2023 年にノーベル化学賞を受賞した発見、「量子ドット」とは何かを理解する

ナノテクノロジーに革命をもたらした小さな「人工原子」である量子ドットは、 ノーベル賞2023 年化学部門.

Moungi Bawendi、Louis Brus、Alexei Ekimov は、これらの人工構造物の作成と応用における先駆的な業績により、スウェーデン王立科学アカデミーから表彰されました。

量子ドットとは何ですか?

量子ドットは、半導体材料から作成されるナノ粒子であり、ナノ結晶としても知られています。 注目に値するのは、そのサイズがわずか100万分の数ミリメートルという非常に小さいことです。

このダウンスケーリングにより、それらは量子原理に従って動作するようになり、その結果、独特の光学的および電子的特性が得られます。

このような粒子は電子を輸送し、光や電気によって刺激されるとさまざまな色の光を放出する能力を持っています。 この色のバリエーションは、最小の量子ドットの青から最大の量子ドットの黄色と赤まで多岐にわたります。

2023年のノーベル化学賞受賞者。 (画像: Niklas Elmehed via BBC/複製)

量子ドットの発見の物語は、科学的な忍耐の旅です。 ソ連の物理学者アレクセイ・エキモフは、1981年に塩化銅で染色したガラスを使って、初めて結晶中の結晶を観察した。

エキモフ氏は、ナノ結晶のサイズが光吸収に影響を与えることに気づき、サイズ依存の量子効果を実証しました。

コロンビア大学のアメリカ人化学者ルイス・ブルスは、次のことを観察してこれらの発見をさらに拡張しました。 サイズに依存する量子効果は、自由に浮遊する粒子でも発生しました。 液体。

この進歩は 1993 年に頂点に達し、マサチューセッツ工科大学 (MIT) のフランス人化学者ムングイ・バウェンディ氏が、 加熱した溶媒に物質を注入する技術によって、特定のサイズのナノ結晶を生成し、その結果、結晶が「ほぼ」 完璧。"

この発見の主な用途

量子ドットの実用化は多岐にわたります。 それらはすでに市販製品に含まれています。 ソーラーパネル、QLED テクノロジーに基づく照明システムおよびテレビ画面。

さらに、フレキシブルエレクトロニクス、小型センサー、より薄い太陽電池、暗号化された量子通信などの分野でも大きな可能性を秘めています。

グラナダ大学物理化学科のマリア・ホセ・ルエダス・リャマ教授は、量子ドットが 細胞内レベルで画像を取得することが可能になり、これは以下のような病気の診断と治療の基礎となる可能性があります。 癌。

2023年のノーベル化学賞でも、技術応用開発のための基礎研究の重要性が強調されている。

カタルーニャ化学研究所（ICiQ）所長のエミリオ・パロマレス氏は、このような発見は、強固な研究基盤がなければ技術的応用は存在しないという考えを裏付けるものであると強調する。