獲諾獎前，這3類量子點早就是研究熱點

　　10 月 4 日，Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus和Alexei I. Ekimov因發現和合成量子點而榮獲 2023 年諾貝爾化學獎。一時間，量子點材料再次得到了眾多科學愛好者的關注與討論。

　　那什么是量子點？

　　經典的研究將半徑尺寸小于或接近激子波爾半徑的半導體納米晶稱之為量子點，量子點一般為球形或類球形，其直徑常在1-10nm之間。

　　現代量子點技術最早可追溯到上世紀70年代中期，最初的研究主要集中在金屬硫族化合物領域，經過幾十年的發展研究，量子點的概念從最初的半導體納米晶不斷拓展，目前研究比較熱門的量子點材料包括鈣鈦礦量子點、碳量子點以及不含鎘的無機量子點等材料。

　　半導體量子點

　　半導體量子點（quantum dots, QDs）中IIB-VIA族量子點由于制備簡單、光學性質優異而得到廣泛的關注。常見的IIB-VIA族半導體量子點主要有CdSe、ZnSe、CdTe、CdS、ZnS等。半導體量子點具有可調控及獨特的光學、電學、化學和物理性質，其應用涵蓋能源采集、照明、顯示器、攝像機、傳感器、通信技術、生物學和醫學等領域。這些技術已被用于商業可用的高效激光器、顯示器、生物標簽和太陽能采集設備，并逐步在光伏、傳感和量子通訊領域出現。例如，量子點可與LCD、OLED、Micro-LED等顯示技術結合，顯著提高顯示器件的色彩品質，簡化制造工藝，已經成為重要的顯示前沿技術之一。

　　鈣鈦礦量子點

　　與傳統的CdSe、InP等量子點材料相比，近年來出現的鈣鈦礦量子點具有優異的光學性質，很容易實現高發光效率和窄發射，半峰寬可達20nm，熒光量子效率接近 100%，這些指標超越了InP量子點的水平（半峰寬:~35nm, PLQY>80%），與 CdSe量子點的最好水平相當。除了優異的發光特性外，鈣鈦礦量子點的吸收系數非常高，一般是CdSe和InP量子點的8-10倍。因此，鈣鈦礦量子點技術也可滿足液晶顯示應用需求。除此之外，鈣鈦礦量子點在很多應用領域開始嶄露頭角，如X-射線成像、微型光譜儀、光學傳感器等領域。

　　碳量子點

　　傳統的量子點一般是從鉛、鎘和硅的混合物中提取出來的，因此毒性較大，對環境也會產生危害。碳量子點作為一種新型的碳納米材料，在制備的過程中不涉及重金屬的使用，易于獲得、無毒且生物相容性好，因此被廣泛用在細胞和細菌等生物物種的成像方面，可替代半導體量子點和有機染料。同時熒光碳量子點具有優良的光學特性，如高熒光強度、抗光漂白性、發光顏色可調等特點，可用于生物傳感，如能對陰陽離子、有機小分子及大分子、金屬離子等進行檢測。其優異的發光可調性能，有望取代傳統發光材料在白光LED器件中得到應用。