Создан портативный спектрофотометр на квантовых точках

Некоторые образцы квантовых точек, использованные в работе.

Изображение: Jie Bao et al./ Nature

Физики из Массачусетского и Калифорнийского технологических институтов создали миниатюрный спектрофотометр, в котором роль оптических фильтров играет массив квантовых точек. Новый детектор по размерам лишь немного превосходит пятирублевую монету. Исследование опубликовано в Nature.

Авторы синтезировали 195 видов квантовых точек - полупроводниковых наночастиц, проявляющих особые оптические свойства. Их спектры поглощения в сумме покрывали большую часть видимого диапазона (длины волн 390-690 нанометров). Из этих образцов был создан двухмерный массив, который играл роль оптического фильтра.

Измеряемый свет, попадавший на фильтр из квантовых точек, поглощался по-разному в каждой ячейке. За фильтром был установлен фотодетектор, также представлявший собой двухмерный массив. В итоге сигнал от каждого набора квантовых точек анализировался отдельно, а готовый спектр получался в результате компьютерной обработки и наложения отдельных измерений.

Ученые получили несколько тестовых спектров при помощи нового устройства и сравнили их с данными коммерческого спектрофотометра. Результаты оказались хорошо сопоставимыми. По словам авторов, данные можно довести до идеального согласия, если увеличить разнообразие квантовых точек и использовать более точные методики калибровки.

Основным преимуществом нового дизайна спектрофотометра являются его малые размеры. По мнению ученых, на основе подобного сенсора можно будет создать носимое устройство, позволяющее проводить диагностику, например, заболеваний кожи или определять концентрацию опасных веществ в воздухе.

Квантовые точки широко распространены в области новых материалов и технологий, однако до сих пор исследователи больше концентрировались на их флуоресценции. На основе этого эффекта, например, были созданы электронные дисплеи или биологические метки, которыми «подсвечивают» белки в клетках микроорганизмов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.