Нобелевскую премию по химии присудили советскому и российскому ученому

Алексей Екимов стал лауреатом премии вместе с американцами Мунги Бавенди и Луи Брюсом.

Шведская королевская академия наук приняла решение присудить Нобелевскую премию по химии 2023 года за открытие и исследование (синтез) квантовых точек – наночастиц настолько крошечных, что их размер определяет их свойства. Чтобы разобраться в том, что это такое и почему за эту разработку дают Нобелевскую премию, мы обратились за комментарием к ученому Института физики полупроводников. 

Квантовая точка – ее еще называют искусственным атомом — фрагмент полупроводника, в котором электроны находятся в потенциальной яме — «заперты» и не могут свободно двигаться по всему кристаллу. Свойства квантовых точек зависят от их размеров.

«Квантовые точки открыли возможность использовать один и тот же материал для разных оптических приложений: поглощать и излучать свет разной длины волны. Если есть квантовые точки, размером от единиц до десятков нанометров, то, в некоторых случаях, мы можем охватить весь видимый спектральный диапазон или диапазон от ультрафиолетового до инфракрасного.

Это значит, что мы можем делать приборы в широком спектральном диапазоне: например, всецветные дисплеи, имея только один материал, допустим селенид кадмия или сульфид кадмия», – объясняет заместитель директора по научной работе Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН доктор физико-математических наук Александр Германович Милёхин.

Физики давно знали, что теоретически в наночастицах могут возникать квантовые эффекты, зависящие от размера, но в то время было практически невозможно получать их в наноразмерах. Поэтому мало кто верил, что эти знания найдут практическое применение. Но открытия Екимова, Мавенди и Брюса позволили подтвердить: можно кардинально изменять физические свойства материала – оптические, электронные и другие – не меняя его состав, а меняя только размер микрокристаллитов (так их называли Нобелевские лауреаты на заре открытия, сейчас мы понимаем, что это нанокристаллы).

Алексей Екимов впервые провел экспериментальное наблюдение спектров поглощения микрокристаллов и дал очень понятное качественное и количественное объяснение, которое до сих пор используется для описания электронных спектров в квантовых точках. 

Двое других нобелиатов — Луи Брюс и Мунги Бавенди разработали технологию создания нанокристаллов одного размера, ученые стремились получить монодисперсные массивы квантовых точек одинакового размера простым методом коллоидного синтеза. Метод — дешевый, скоростной и позволяет получить качественные структуры, высокого кристаллического совершенства.

Фото: Nobel Prize

«Область применения квантовых точек быстро расширяется, сейчас это может быть и сфера биомедицины, диагностики. Поскольку квантовые точки – это сверхмалые объекты, которые могут светиться в ответ на облучение светом определенной длины волны, то при некоторых условиях они позволят, к примеру, визуализировать опухоль, или могут использоваться как диагностические маркеры», — отмечает Александр Германович Милёхин.

Таким образом, квантовые точки приносят человечеству большую пользу. Исследователи полагают, что в будущем они смогут внести свой вклад в создание гибкой электроники, крошечных датчиков, усовершенствованных солнечных элементов и зашифрованной квантовой связи.

Алексей Екимов родился в Ленинграде в 1945 году и закончил физический факультет Ленинградского государственного университета. Работал в Физико-техническом институте имени А.Ф. Иоффе и в Государственном оптическом институте имени С.И. Вавилова. С 1999 года является главным научным сотрудником американской Nanocrystals Technology.

Бавенди – профессор Массачусетского технологического института, Брюс – почетный профессор Колумбийского университета.

Шнобелевская премия-2023: лизание камней, половая активность анчоусов и волосы в ноздрях трупов

читать

3 октября объявили лауреатов Нобелевской премии по физике. Победителями стали Пьер Агостини, Ференц Крауш и Анн Л'Юилье. Премия присуждена «за экспериментальные методы генерации аттосекундных импульсов света для изучения динамики электронов в веществе».

2 октября Нобелевский комитет Каролинского института Стокгольма объявил имена лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине. Обладателями награды стали Каталин Карико и Дрю Вайсман «за исследования, которые легли в основу разработки мРНК-вакцин против COVID-19».

В четверг, 5 октября, объявят нового лауреата Нобелевской премии по литературе. Премии будут вручаться на официальной церемонии в Стокгольме 10 декабря.