Chấm lượng tử là gì? Nó thực sự là một công nghệ ấn tượng như chính tên gọi của nó. Các chấm lượng tử là các hạt tinh thể nano có khả năng trực tiếp chuyển đổi ánh sáng từ đèn LED màu xanh sang những màu sắc chính với độ bão hòa cao, đem lại sức sống mới cho các màn hình, trong đó có tivi.
Chấm lượng tử là gì?
Nói một cách đơn giản, chấm lượng tử là một tinh thể nano được làm từ vật liệu chất bán dẫn mà kích thước của nó đủ nhỏ để làm xuất hiện các đặc tính cơ học lượng tử. Cụ thể, exciton của nó được giới hạn trong cả ba chiều không gian. Những tính chất điện tử của các vật liệu thể hiện đặc tính trung gian giữa những khối lớn chất bán dẫn và các phân tử rời rạc.
Alexey Ekimov lần đầu tiên phát hiện ra chấm lượng tử vào năm 1981 trong một ma trận thủy tinh và sau đó Louis E. Brus quan sát thấy chúng trong dung dịch dạng keo vào năm 1985. Thuật ngữ “chấm lượng tử” được đặt ra bởi Mark Reed.
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các ứng dụng cho các chấm lượng tử trong tranzito, các tế bào năng lượng mặt trời, đèn LED, và laser điốt. Họ cũng đã khảo cứu các chấm lượng tử với vai trò là tác nhân cho kỹ thuật chụp ảnh y học và chúng có thể trở thành qubit trong điện toán lượng tử. Chấm lượng tử được thương mại hóa đầu tiên trong một sản phẩm sử dụng chúng là dòng Sony XBR X900A của TV màn hình phẳng được tung ra vào năm 2013. Theo Wikipedia
Đặc tính điện tử của một chấm lượng tử có liên quan chặt chẽ với kích thước và hình dạng của nó. Ví dụ, các khe hở năng lượng (band gap) trong một chấm lượng tử mà xác định phạm vi tần số của ánh sáng phát ra tỉ lệ nghịch với độ rộng của nó. Trong các ứng dụng thuốc nhuộm huỳnh quang tần số của ánh sáng phát ra tăng khi kích thước của các chấm lượng tử giảm. Do đó, màu sắc của ánh sáng phát ra thay đổi từ màu đỏ sang màu xanh khi kích thước của các chấm lượng tử được làm nhỏ hơn. Điều này cho phép các trạng thái kích thích và phát xạ của chấm lượng tử được điều chỉnh cao. Vì kích thước của một chấm lượng tử có thể được thiết kế khi chế tạo nó, tính chất dẫn điện của nó có thể được kiểm soát cẩn thận. Chấm lượng tử có nhiều kích cỡ khác nhau, chẳng hạn hư màng nano gradien đa lớp (Gradient multilayer nanofilm), có thể được tạo ra để thực hiện một loạt tính chất phát xạ mong muốn.
Các ứng dụng của chấm lượng tử trong đời sống con người
1. Cải thiện hiệu suất đèn LED
Làm cho đèn có tuổi thọ cao hơn và sáng lâu hơn là một bối cảnh quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của nhiều công nghệ hiện đại. Một loại chấm lượng tử đang nắm giữ câu trả lời để thúc đẩy những cải tiến đó.
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu chấm lượng tử để tìm ra một phương tiện năng lượng thấp để tái tạo ánh sáng sáng hơn với tất cả màu sắc có thể nhìn thấy bằng mắt người. Với sự thành công của nghiên cứu, chấm lượng tử có thể trở thành cơ sở cho một thế hệ mới của điốt phát quang (LED).
Các chấm lượng tử có thể được kiểm soát thông qua việc ứng dụng các photon, được sử dụng để kích thích tinh thể nano bán dẫn trong một mảng. Điều này buộc một electron rời khỏi vị trí ban đầu trong mạng tinh thể, để lại một lỗ. Ánh sáng cũng có thể được kiểm soát, vì trong các điều kiện nhất định, một cặp lỗ electron không thể trở lại trạng thái năng lượng của nó và do đó sự phát xạ ánh sáng bị triệt tiêu và xảy ra chậm trễ.
2. Tăng độ sáng tối đa của màn hình LCD
Một trong những lý do các nhà sản xuất tivi yêu thích các chấm lượng tử là chúng cho phép họ sản xuất ra tivi với độ sáng tối đa cao hơn nhiều. Điều này cũng mở ra một số khả năng thú vị, chẳng hạn như cho phép các tivi HDR hỗ trợ công nghệ Dolby Vision.
Nói đơn giản, Dolby Vision là công nghệ mang đến những nội dung hình ảnh với màu sắc và độ tương phản cao hơn so với những tiêu chuẩn hiện hành. Các hình ảnh có sự khác biệt lớn giữa những phần sáng nhất và tối nhất làm cho chúng trở nên sống động như thật.
Hãy tưởng tượng bạn nhìn vào cảnh mặt trời trên tivi và thực sự cảm thấy như nhìn vào mặt trời thật, bạn sẽ hình dung ra công nghệ này. Để làm được như vậy, bạn cần những chiếc tivi sáng hơn cùng với các chấm lượng tử để cung cấp hình ảnh chính xác và chân thực.
Sau khi đón nhận độ phân giải 4K, HDR là tính năng lớn tiếp theo của tivi. Tất cả các tivi hàng đầu được công bố tại CES 2016 năm nay đều có những tuyên bố rõ nét về tính năng “ dải tương phản động mở rộng ” của mình. Công nghệ chấm lượng tử, cũng như OLED, cũng theo đó mà phát triển.
3. Ngoài ra, công nghệ chấm lượng tử cũng bắt đầu được áp dụng lên nhiều loại màn hình hiển thị khác nhau nhu laptop, máy tính,…
