什么是量子點(diǎn)？淺談幾種量子點(diǎn)類型

　　上篇主要講解了納米晶熒光材料所具有的獨(dú)特光譜特性，非常適合在顯示與照明中發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。這次我們就來(lái)看一看目前有哪些納米晶材料廣泛活躍在這個(gè)舞臺(tái)上。

　　首先來(lái)介紹一下什么是納米晶熒光材料：量子點(diǎn)，也稱為半導(dǎo)體納米晶，是少量原子組成的、三個(gè)維度尺寸通常是1～100nm的零維納米結(jié)構(gòu)。在全部的量子點(diǎn)材料中，膠體量子點(diǎn)是最大的一類，采用化學(xué)合成的方法，使金屬的有機(jī)或無(wú)機(jī)物形成量子點(diǎn)，分散于溶劑中。膠體量子點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是：量子點(diǎn)尺寸可以精確調(diào)控，平均尺寸分布大約在5%～10%范圍內(nèi);量子點(diǎn)組分易于控制;可以獲得高密度的量子點(diǎn)陣列;制備價(jià)格低廉等。

　　目前發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)、比較成熟的材料是以CdSe為核心的核殼類量子點(diǎn)，具有較窄的發(fā)光半峰寬(FWHM<30nm)，較高的量子產(chǎn)率(>90%)，良好的藍(lán)光吸收，較好對(duì)空氣以及光照穩(wěn)定性。目前很多量子點(diǎn)產(chǎn)品使用的都是該類量子點(diǎn)。我們以該材料做參照物，來(lái)對(duì)比以下接下來(lái)的幾種量子點(diǎn)材料。

　　圖：鎘類量子點(diǎn)材料結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)原理圖，光譜以及紫外激發(fā)顏色

　　鈣鈦礦量子點(diǎn)是近期研究比較熱門的材料，主要有APbX3(A=Cs、MA，X=Cl、Br、I)等材料類型。鈣鈦礦量子點(diǎn)具有更優(yōu)異的發(fā)光特性，極窄的發(fā)光半峰寬(FWHM<20nm)，較高的量子產(chǎn)率(>70%)，優(yōu)異的藍(lán)光吸收，但濕氣穩(wěn)定性很差，在使用穩(wěn)定性上還需要很大提升。

　　以上兩種量子點(diǎn)材料具有較好的發(fā)光特性，但還有個(gè)共同的缺點(diǎn)就是具有重金屬毒性(含鎘、鉛)，鑒于歐盟的RoHS標(biāo)準(zhǔn)目前的限制與未來(lái)的變化情況，在未來(lái)無(wú)鎘無(wú)鉛的量子點(diǎn)材料更有利于環(huán)保。針對(duì)RoHS標(biāo)準(zhǔn)的話題我們這次不展開(kāi)介紹，讓我們看看未來(lái)有什么可替代的量子點(diǎn)材料。

　　銦類量子點(diǎn)主要有CuInS2(簡(jiǎn)稱CIS)和InP，但I(xiàn)nP發(fā)光半峰寬較寬(FWHM>38nm)其中CIS半峰寬基本上大于90nm，量子產(chǎn)率接近CdSe類(>60%)，較弱的藍(lán)光吸收，穩(wěn)定性問(wèn)題也有待解決。綜合考慮目前來(lái)看并不能完全勝任優(yōu)益光譜的目標(biāo)，但隨著研發(fā)進(jìn)展逐步逼近并超過(guò)需求技術(shù)參數(shù)，滿足使用要求的穩(wěn)定性還是非常有可能的。

　　以上就是簡(jiǎn)要介紹了幾種量子點(diǎn)類型，對(duì)于量子點(diǎn)材料是如何應(yīng)用的?有哪些問(wèn)題和挑戰(zhàn)要解決?我們下次再介紹。