麻省理工学院的科学家们已经证明了他们能建立光谱仪足够小,适合在一个智能手机相机,使用量子点,如报道自然。这项工作也为量子点代表一个新的应用程序,主要用于标签的细胞和生物分子,以及在电脑和电视屏幕。
"光谱仪使用量子点是这样一个简单的应用程序相比,我们所做的一切,我认为这是非常吸引人的,”说,就你,莱斯特·沃尔夫麻省理工学院化学教授,论文的资深作者。
量子点,纳米晶体的一种发现于1980年代初,是由金属,如铅或镉结合其他元素包括硫、硒或砷。通过控制这些原料的比例、温度和反应时间,科学家可以生成一个几乎无限数量的点隙的差异,确定每个点会吸收的波长的光。
然而,大多数现有的应用程序的量子点不利用这个巨大的光吸收范围。相反,大多数应用程序利用量子点的fluorescence-a属性更难以控制,你说。“很难让东西会发出荧光很明亮,”他说。“你必须保护点,你必须做这些工程”。
科学家也在研究基于量子点太阳能电池,这依赖于点光转换成电子的能力。然而,这种现象不是很好理解,很难操作。
另一方面,量子点的吸收特性是众所周知的和非常稳定。“如果我们能依靠这些属性,可以创建应用程序的相对短期内将有更大的影响,”宝说。
新的量子点光谱仪部署数以百计的量子点材料,每个过滤器一组特定的波长的光。量子点过滤器是打印成薄膜,把最重要的光电探测器,如电荷耦合器件(ccd)中发现手机相机。研究人员发明了一种算法,分析了光子吸收的比例每个过滤器,然后从每一个重组的信息计算强度和波长的光线。
量子点材料越多,可以覆盖更多的波长,可以获得更高的分辨率。在这种情况下,研究人员使用了200种量子点分布在一系列约300海里。光谱仪等更多的点,可以用来覆盖更为广泛的光的频率。
“你和鲍显示一个漂亮的方法利用控制微型光谱仪的光学吸收的半导体量子点。他们展示一个分光计,不仅小,而且具有较高的吞吐量和高光谱分辨率,从未实现过,”冯说,物理学副教授加州大学伯克利分校的他并没有参与这项研究。
如果纳入小型手持设备,这种类型的谱仪可以用来诊断皮肤病或分析尿液样本,宝说。他们也可以用来追踪生命体征如脉冲和氧气水平,或暴露于不同频率的测量紫外线,在损害皮肤的能力差异很大。
“中央组件spectrometers-the量子点过滤数组用为基础的解决方案处理和印刷制作,从而使重要的潜在的降低成本,”鲍补充道。
