Chế tạo nano tinh thể bán dẫn tại VN

Với độ lớn vài nanomet nhưng những chấm lượng tử do các nhà bác học VN chế tạo có tiềm năng ứng dụng lớn trong bảo mật và nghiên cứu sinh học.

Dưới miền sáng tử ngoại, rõ rệt các chấm lượng tử phát ra những màu sắc khác nhau trên hoa đồng tiền euro. Xung quanh là những lọ chứa chấm lượng tử bức xạ màu sắc tương ứng do Viện khoa học vật liệu chế tạo

Chấm lượng tử (quantum dot) bản chất là tinh thể có tính bán dẫn có đường kích một vài nanomet (một nanomet bằng một phần tỷ của 1m). Cùng một chất nhưng những chấm lượng tử đo được khác nhau sẽ bức xạ ra các màu khác nhau dưới miền sáng hồng ngoại hoặc tử ngoại.

Lợi dụng tính chất này, mọng nước trên thế giới đã dùng rồi chấm lượng tử để đánh dấu món hàng, chứng từ hoặc giấy bạc nhằm chống làm giả,  tiêm chấm lượng tử vào cơ thể động vật để quan sát, chụp ảnh các cơ quan, đơn vị… Ngoài ra, chấm lượng tử vẫn có tiềm năng được hưởng để dò u ác tính, đưa thuốc tới đơn vị u ác tính…

Nhận thấy lợi ích của chấm lượng tử, cách đây 5 năm, các nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học vật liệu đã bắt đầu nghiên cứu, chế tạo những chấm này. Đây là một nghiên cứu rất táo bạo trong điều kiện Việt Nam không có sẵn nền công nghệ vi điện tử và máy móc đắt giá để trở tạo đốm lượng tử bằng phương pháp vật lý như các nước sinh ra.

Ảnh các hạt cầu SiO2 do các nhà bác thuộc lòng Viện Khoa học Vật liệu chế tạo

Mặc dù vậy, cho tới nay nhóm đã đạt được nhiều kết quả đáng khích lệ. Cụ thể là nhóm đã tạo ra các chấm lượng tử CdSe (Cadimi selenua) kích cỡ 3,2-3,7nm và CdS (Cadimi sulfua) với kích cỡ 2,6-3,2nm. Theo PGS.TS Phạm Thu Nga, một thành viên của nhóm, để làm những chấm này, họ đã dùng phương pháp hoá học. Đây là một công cụ rất mạnh, rẻ tiền để trở tạo những chấm lượng tử đo được mong muốn, rất hợp với các nước đang sinh ra.

Không dừng lại đó, nhóm nghiên cứu còn tạo thành công các hạt cầu tinh thể SiO2, cũng bằng phương pháp hoá học. Với độ lớn từ vài chục tới vài trăm nanomet, SiO2 bất công là tinh thể có tính bán dẫn nên không phát sáng như chấm lượng tử. Nó được chế tạo để mang các chấm lượng tử bên trong đơn vị, làm hiện rõ hình ảnh đơn vị. Nói nôm na là có thể hình dung hạt cầu tinh thể giống như quả bóng còn chấm lượng tử như những viên bi bám xung quanh.

Theo TS Nga, để ứng dụng cho những ý định như trên tại VN, cần sản xuất được chấm lượng tử và hạt cầu tinh thể với số khối lượng lớn. Đây chính là kế hoạch sau này của nhóm nghiên cứu. Việc sản xuất chấm lượng tử và hạt cầu tinh thể bằng phương pháp hoá học tại VN sẽ giúp hạ giá thành rất nhiều so với kết quả như nhau của ngoại quốc. Được biết 100ml chấm lượng tử dùng để đánh dấu đơn vị sinh vật học do Công ty Quantum Dot của Mỹ sản xuất có giá 600 đôla.

Đây là các lọ chứa chấm lượng tử CdSe và CdS do các chuyên gia Viện Khoa học Vật liệu chế tạo.	Tờ 500.000 đồng dưới miền sáng tử ngoại
Các chuyên gia thuộc Trường Y Emory đã thành công trong việc gắn chấm lượng tử với những kháng thể nhận dạng những đơn vị u ác tính kiên quyết. Sau đó họ dùng các chấm này để xác định các vùng u ác tính ở chuột.	Các nhà bác thuộc lòng ĐH Carnegie Mellon (Mỹ) đã tiêm chấm lượng tử vào cơ thể động vật. Những tinh thể này tuần hoàn nhiều giờ và cung cấp những dấu hiệu huỳnh quang trong ít nhất 8 tháng – thời kì phát sáng dài nhất của chấm lượng tử trong sinh vật. Công nghệ này giúp nghiên cứu động vật trong một thời gian dài.

Minh Sơn