Tim peneliti NTHU kembangkan pemancar kuantum pemulihan diri

Hsinchu, Taiwan (Antara/Business Wire)- Meskipun titik kuantum perovskit (perovskite quantum dots/PQD) adalah bintang yang sedang naik daun di antara emitor kuantum, ketidakstabilan bawaan mereka telah membatasi perkembangannya. Saat ini, Profesor Hao-Wu Lin dari Departemen Ilmu dan Teknik Material, Profesor Chih-Sung, Chuu dari Departemen Fisika, dan Profesor Richard D. Schaller dari Departemen Kimia di Universitas Northwestern telah bersama-sama mengembangkan PQD dengan stabilitas tinggi dan kemampuan pemulihan diri dengan menerapkan prosedur sederhana dan hemat biaya: sintesis semprot. PQD mereka menampilkan kecerahan foton tunggal yang belum pernah ada sebelumnya; memang, mereka telah memecahkan rekor dunia untuk bahan pemancar kuantum suhu kamar paling terang—terobosan besar untuk pemrosesan informasi kuantum.

Untuk melihat rilis pers multimedia selengkapnya, klik di sini: https://www.businesswire.com/news/home/20210611005011/en/

Lin mengatakan bahwa, berbeda dengan pemancar kuantum lainnya, PQD dapat mewujudkan emisi foton tunggal pada suhu kamar dengan sifat optik yang sangat baik, termasuk hasil kuantum yang tinggi dan kemurnian foton tunggal yang tinggi, menjadikannya ideal untuk komputasi kuantum dan komunikasi kuantum di masa depan. Dalam beberapa tahun terakhir, PQD telah menarik banyak perhatian dari para peneliti internasional, yang telah berharap untuk memperpanjang stabilitas bahan untuk melampaui hanya beberapa menit di bawah pengaplikasian energi.

Metode tradisional untuk menyiapkan PQD melibatkan pencampuran langsung dua larutan berbeda dalam botol. Sebagai gantinya, tim peneliti Lin menggunakan metode sintesis semprot untuk sangat meningkatkan area kontak reaktan dan menumbuhkan lapisan organik pelindung yang seragam pada permukaan setiap PQD. PQD yang dihasilkan mempertahankan kecerahannya bahkan setelah pengaplikasian energi terus menerus selama 24 jam di bawah cahaya yang intens—peningkatan dramatis dalam stabilitas.

Temuan yang mengejutkan adalah bahwa PQD yang disintesis dengan semprotan ini memiliki kemampuan pemulihan diri yang unik. Meskipun PQD mengalami kerusakan dan peluruhan saat dieksitasi di bawah cahaya dengan intensitas sangat tinggi, mereka mendapatkan kecerahan aslinya setelah jeda beberapa menit. Penelitian tim muncul di jurnal internasional bergengsi ACS Nano, menghiasi sampul edisi terbaru.

Lin membandingkan persiapan titik-titik kuantum ini dengan membuat pangsit. Ada yang mencoba menggunakan bahan yang berbeda, ada yang mencoba menggunakan bungkus yang lebih tebal, dan ada juga yang mencoba menggandakan bungkusnya, tetapi timnya hanya fokus menyempurnakan metode membungkus pangsit.

Penulis pertama makalah jurnal adalah Bo-Wei Hsu, seorang mahasiswa doktoral di NTHU. Mengingat saat dia menemukan pemulihan diri dari PQD, Hsu berkata, “Setelah periode eksitasi yang kuat, PQD secara bertahap meredup, tetapi setelah beberapa saat mereka memulihkan kecerahan aslinya—dan saya hampir tidak bisa mempercayai mata saya!” Hsu melakukan eksperimen berulang kali, akhirnya meyakinkan dirinya sendiri bahwa PQD memang memiliki kemampuan pemulihan diri ini.

Lin mencatat bahwa pemancar kuantum perovskit yang disintesis dengan semprotan hanya membutuhkan sekitar 1% dari intensitas eksitasi yang dibutuhkan oleh pemancar kuantum lainnya, dan memberikan kecerahan foton tunggal yang melebihi 9 juta foton per detik—rekor dunia baru. Selain itu, kemurnian foton tunggal cukup tinggi, mencapai 98%. Dengan kinerja yang sangat baik—kecerahan foton tunggal yang tinggi, kemurnian foton tunggal yang tinggi, dan stabilitas yang tinggi—pemancar kuantum perovskit mereka adalah bahan yang menjanjikan untuk aplikasi masa depan dalam komputasi kuantum dan komunikasi kuantum.

Baca versi aslinya di businesswire.com: https://www.businesswire.com/news/home/20210611005011/en/

Holly Hsueh

NTHU

(886)3-5162006

hoyu@mx.nthu.edu.tw

Sumber: NTHU