新墨西哥州洛斯阿拉莫斯，2021 年 8 月 5 日—《科學(xué)》雜志上的一篇新文章概述了近三十年來對膠體量子點(diǎn)的研究，評估了這些納米級半導(dǎo)體物質(zhì)的技術(shù)進(jìn)步，并權(quán)衡了剩余的挑戰(zhàn)這條有前途的技術(shù)廣泛商業(yè)化的道路，應(yīng)用于從電視到高效日光收集器的所有領(lǐng)域。
“三十年前，這些結(jié)構(gòu)只是一小群愛好者研究的科學(xué)好奇心。多年來，量子點(diǎn)已成為在一系列傳統(tǒng)和新興技術(shù)中開發(fā)的工業(yè)級材料，其中一些已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)市場，”該論文的合著者兼該論文的領(lǐng)導(dǎo)者 Victor I. Klimov 說。團(tuán)隊(duì)在洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行量子點(diǎn)研究。
科學(xué)文章中描述的許多進(jìn)步都起源于洛斯阿拉莫斯，包括膠體量子點(diǎn)激光的首次演示、載流子倍增的發(fā)現(xiàn)、對量子點(diǎn)發(fā)光二極管 (LED) 和發(fā)光太陽能聚光器的開創(chuàng)性研究，以及最近對單-點(diǎn)量子發(fā)射器。
使用現(xiàn)代膠體化學(xué)，量子點(diǎn)的尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以以接近原子的精度進(jìn)行操縱，從而可以高度準(zhǔn)確地控制其物理特性，從而在實(shí)際設(shè)備中實(shí)現(xiàn)行為。
許多關(guān)于膠體量子點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用的持續(xù)努力已經(jīng)利用其發(fā)射顏色的尺寸控制可調(diào)性和接近理想 100% 極限的高發(fā)射量子產(chǎn)率。這些特性對屏幕顯示和照明很有吸引力，這些技術(shù)將量子點(diǎn)用作顏色轉(zhuǎn)換磷光體。由于其窄帶、光譜可調(diào)發(fā)射，與現(xiàn)有的磷光體材料相比，量子點(diǎn)可提高色純度并更完整地覆蓋整個(gè)色彩空間。其中一些設(shè)備，例如量子點(diǎn)電視，已經(jīng)達(dá)到技術(shù)成熟度，可在商業(yè)市場上使用。
下一個(gè)前沿是創(chuàng)造技術(shù)上可行的 LED，由電驅(qū)動(dòng)的量子點(diǎn)供電?？茖W(xué)評論描述了實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的各種方法，并討論了現(xiàn)有的挑戰(zhàn)。量子 LED 已經(jīng)達(dá)到了令人印象深刻的亮度和接近理論定義極限的近乎理想的效率。這一進(jìn)展在很大程度上是由于對非輻射俄歇復(fù)合等性能限制因素的理解不斷取得進(jìn)展。
標(biāo)簽： 量子
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