获诺奖前，这3类量子点早就是研究热点

　　10 月 4 日，Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus和Alexei I. Ekimov因发现和合成量子点而荣获 2023 年诺贝尔化学奖。一时间，量子点材料再次得到了众多科学爱好者的关注与讨论。

　　那什么是量子点？

　　经典的研究将半径尺寸小于或接近激子波尔半径的半导体纳米晶称之为量子点，量子点一般为球形或类球形，其直径常在1-10nm之间。

　　现代量子点技术最早可追溯到上世纪70年代中期，最初的研究主要集中在金属硫族化合物领域，经过几十年的发展研究，量子点的概念从最初的半导体纳米晶不断拓展，目前研究比较热门的量子点材料包括钙钛矿量子点、碳量子点以及不含镉的无机量子点等材料。

　　半导体量子点

　　半导体量子点（quantum dots, QDs）中IIB-VIA族量子点由于制备简单、光学性质优异而得到广泛的关注。常见的IIB-VIA族半导体量子点主要有CdSe、ZnSe、CdTe、CdS、ZnS等。半导体量子点具有可调控及独特的光学、电学、化学和物理性质，其应用涵盖能源采集、照明、显示器、摄像机、传感器、通信技术、生物学和医学等领域。这些技术已被用于商业可用的高效激光器、显示器、生物标签和太阳能采集设备，并逐步在光伏、传感和量子通讯领域出现。例如，量子点可与LCD、OLED、Micro-LED等显示技术结合，显著提高显示器件的色彩品质，简化制造工艺，已经成为重要的显示前沿技术之一。

　　钙钛矿量子点

　　与传统的CdSe、InP等量子点材料相比，近年来出现的钙钛矿量子点具有优异的光学性质，很容易实现高发光效率和窄发射，半峰宽可达20nm，荧光量子效率接近 100%，这些指标超越了InP量子点的水平（半峰宽:~35nm, PLQY>80%），与 CdSe量子点的最好水平相当。除了优异的发光特性外，钙钛矿量子点的吸收系数非常高，一般是CdSe和InP量子点的8-10倍。因此，钙钛矿量子点技术也可满足液晶显示应用需求。除此之外，钙钛矿量子点在很多应用领域开始崭露头角，如X-射线成像、微型光谱仪、光学传感器等领域。

　　碳量子点

　　传统的量子点一般是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的，因此毒性较大，对环境也会产生危害。碳量子点作为一种新型的碳纳米材料，在制备的过程中不涉及重金属的使用，易于获得、无毒且生物相容性好，因此被广泛用在细胞和细菌等生物物种的成像方面，可替代半导体量子点和有机染料。同时荧光碳量子点具有优良的光学特性，如高荧光强度、抗光漂白性、发光颜色可调等特点，可用于生物传感，如能对阴阳离子、有机小分子及大分子、金属离子等进行检测。其优异的发光可调性能，有望取代传统发光材料在白光LED器件中得到应用。