(Phys.org) – Kvantprickar är små nanokristaller med extraordinära optiska och elektriska egenskaper med möjliga användningsområden i färgämnesproduktion, bioavbildning, och solenergiproduktion. Forskare vid University of Illinois i Chicago har utvecklat ett sätt att introducera exakt fyra kopparjoner i varje kvantprick.

Introduktionen av dessa "gäst" joner, kallas doping, öppnar upp möjligheter för att finjustera de optiska egenskaperna hos kvantprickarna och producera spektakulära färger.

"När kristalliniteten är perfekt, kvantprickarna gör något som ingen förväntat sig – de blir väldigt emissiva och blir världens bästa färgämne, " säger Preston Snee, biträdande professor i kemi vid UIC och huvudforskare på studien.

Resultaten redovisas i tidskriften ACS Nano , tillgänglig online före tryckt publicering. Att införliva gästjoner i kristallgittret kan vara mycket utmanande, säger UIC-studenten Ali Jawaid, tidningens första författare.

Det är svårt att kontrollera antalet joner i varje kvantprick. Att bara rikta in sig på ett genomsnittligt antal gästjoner kommer inte att producera kvantprickar med optimala elektriska och optiska egenskaper.

Jawaid utvecklade en procedur som tillförlitligt producerar perfekta kvantprickar, var och en dopad med exakt fyra kopparjoner. Snee tror att metoden kommer att göra det möjligt för dem att ersätta andra gästjoner med samma konsekventa resultat.

"Detta öppnar upp möjligheten att studera ett brett spektrum av dopade kvantpricksystem, " han sa.

Donald Wink och Leah Page från UIC och Soma Chattopadhyay från Argonne National Laboratory bidrog också till studien.