
放大/装有量子点的小瓶,其发射光逐渐从紫色到深红色。 (来源: Antipoff/CC BY-SA 3.0 )
曾经被认为不可能制造的量子点现已成为计算机显示器、电视屏幕和 LED 灯等用途的常见组件。三位开创这些彩色纳米晶体的科学家——Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus 和 Alexei I. Ekimov——因“发现和合成量子”而被瑞典皇家科学院授予2023 年诺贝尔化学奖点。”当该学院诺贝尔化学委员会主席约翰·阿奎斯特(Johan Aqvist)正式宣布这一消息时,这一消息已经在瑞典新闻媒体上泄露了(这是罕见的情况),并在他面前排列着五个装有多种颜色量子点的烧瓶作为视觉效果。援助。
量子点是一种直径为几十个原子的小型半导体珠。一个大头针的头上可以容纳数十亿个,而且它们越小越好。在这些小尺度上,量子效应开始发挥作用,赋予这些点优异的电学和光学特性。当受到光照射时,它们会发出明亮的光,光的颜色由量子点的大小决定。较大的点发出较红的光;较小的点发出较蓝的光。因此,您只需改变量子点的大小即可使其适应特定的光频率。
自 20 世纪 30 年代以来,物理学家一直认为纳米尺度的粒子会有不同的行为。这是因为,根据量子力学,当粒子如此小时,电子的空间就会少得多,电子将电子紧密地挤压在一起,从而导致材料特性发生巨大变化。科学家们在 20 世纪 70 年代成功地在块状材料上制造了纳米级薄膜,这些薄膜具有与尺寸相关的光学特性,这与早期的预测一致。但制作这些薄膜需要超高真空条件和接近绝对零的温度,因此没有人期望它们有太多实际用途。