Научная группа из Сингапура создала квантовые точки на основе молекул фуллерена. По словам ученых, квантовой точкой может служить любой достаточно маленький фрагмент полупроводника, ограниченный по всем трем пространственным измерениям. Как известно, при движении электрона в ограниченной области его энергия имеет строго определенные значения. Это свойство — дискретность энергетического спектра — позволяет сравнивать квантовую точку с атомом.
Область применения квантовых точек обязательно будет расширяться, но уже сейчас понятно, что их можно использовать при изготовлении транзисторов, светодиодов и дисплеев, считают исследователи. Точки также рассматриваются в качестве кандидатов на роль кубитов в будущих квантовых компьютерах.
Фуллерены, открытые в 80-х годах прошлого века, представляют собой выпуклые замкнутые многогранники, образованные атомами углерода. Первым и, разумеется, наиболее известным и полно изученным, представителем семейства стал фуллерен С60 — состоящая из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников структура, которая напоминает футбольный мяч.
Преобразование молекул С60 в квантовые точки размером менее 10 нм авторы выполняли на рутениевой поверхности. На первой стадии процесса взаимодействие С60 и Ru приводит к формированию поверхностных вакансий, и молекулы фуллерена "встраиваются" в поверхность. С ростом температуры и при содействии рутения, выполняющего функцию катализатора, захваченные молекулы распадаются на углеродные кластеры. Ученые добились объединения этих кластеров в аккуратные гексагональные квантовые точки при температуре около 825 Кельвина.
Полученные квантовые точки можно назвать графеновыми, поскольку они построены из углеродных молекул. В отличие от "чистого" графена с нулевой шириной запрещенной зоны, квантовые точки имеют сформированную энергетическую щель, ширина которой зависит от их размера.