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            量子點又稱半導體納米微晶體,是直徑在1∼10nm的一類半導體納米粒子,特殊的結構使得它具有表面效應、量子尺寸效應、介電限域效應和宏觀量子隧道效應[1],其所展現出的許多不同于宏觀塊體材料的物理化學性質和特殊的光學性質,使其在顯示、醫學、太陽能電池等諸多領域中有著極大的應用前景。

            1. 量子點在顯示領域的應用︰

            納米量子點作為一種最新型的半導體熒光材料,已經逐漸成為取代傳統熒光的研究熱點。量子點LED具有以下優點︰

            a)量子點LED的發光層單層量子點可以由膠體溶液制成;

            b)量子點LED器件的發光顏色可通過控制量子點尺寸進行調節;

            c)量子點是無機物,比有機半導體具有更好的抗水、氧侵蝕的能力,因此量子點LED的封裝要求低于OLED;

            d)量子點LED具有較高的顯色指數、色彩飽和度以及較低的能量損耗。

            基于量子點LED以上所述的幾大優勢,目前,全球各大面板制造商正在積極地促進量子點LED的研究以及量產,量子點LED技術將成為下一代半導體照明與顯示領域所面臨的共性關鍵技術。

            2. 量子點在醫學領域的應用︰

            量子點最有前途的應用領域是在生物體系中作為熒光探針。理想的熒光探針必須能夠與相應的細胞發生特異性的結合,通常熒光探針要滿足以下要求︰

            a)必須具有足夠的穩定性;

            b)必須具有水溶性;

            c)低毒或無毒,而且不損傷細胞;

            d)必須具有足夠強的熒光以便能滿足于觀察和研究。

            而利用量子點作為熒光探針恰恰具備了以上的所有特點[2]。量子點技術,因其所擁有的獨特的標記特點,必將成為今後生物分子檢測的尖端技術,從而推動生物顯像技術和生物制藥技術的迅速發展,給疾病的診斷和治療帶來巨大進步。目前,結合流式細胞術,將量子點標記用于微流控芯片免疫分析也是一個方興未艾的研究方向。

            3. 量子點在太陽能電池中的應用︰

            量子點太陽能電池是第三代太陽能電池,也是目前最尖端、最新的太陽能電池技術之一。它主要通過兩個效應來大幅度增加光電轉換效率︰第一個效應是來自具有充足能量的單光子激發產生多激子;第二個效應是在帶隙里形成中間帶,可以有多個帶隙起作用,來產生電子空穴對。此外,它還可通過其它效應,減緩熱電子-空穴對的冷卻、提高電荷載流子之間的俄歇復合過程和庫侖耦合、並且通過對于載流子進行三維限制,使躍遷過程不必滿足動量守恆,從而提高轉換效率[3]。

            量子點太陽能電池有著良好的應用前景,其中量子點敏化太陽能電池距離商業化應用最為接近,但真正意義上的量子點太陽能電池,還有待深入研究。

            綜上所述,隨著量子點研究的不斷深入,量子點商品化進程已經逐漸開始。未來,隨著人們對量子點材料更加深入的研究,量子點在生物分析、醫學診斷、太陽能電池等方面都將會有很大發展。另外,伴隨著不斷成熟的量子點技術,將會有越來越多的量子點產品及技術被商品化,一個全新的、更成熟的量子點時代即將來臨。(作者︰劉瑩)

            參考文獻︰

            [1]田宇光,陳優生.量子點的應用概論[J].科技信息,2008(9)︰441-442+444

            [2]趙承軍,唐軍民.量子點在生物醫學中的應用[J].解剖學報,2006.8︰37(4)484-486

            [3]基于量子點太陽能電池簡介


          來自︰慧聰LED屏網

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