量子點為世界增添奇幻色彩

2023年，瑞典皇家科學院宣布將當年諾貝爾化學獎授予美國麻省理工學院的蒙吉·巴文迪（Moungi G. Bawendi）、美國納米晶體科技公司的阿列克謝·埃基莫夫（Alexei I. Ekimov）和美國哥倫比亞大學的路易斯·布魯斯（Louis E. Brus）三位科學家，以表彰他們為“發現和合成量子點”做出的貢獻。

那么，什么是量子點呢？合成量子點的意義是什么？

什么是量子點

在一張白紙上，用一支圓珠筆的筆尖輕輕一觸，一個不起眼的小點就出現了，它的直徑往往不足1毫米。然而，量子點比紙上這個小點還要小得多，通常為2～20納米，這是什么概念呢？把一個量子點與一個足球對比，就相當于一個足球與地球相比。

事實上，量子點并非真正的“點”，而是“半導體納米晶體”，它呈球形或類球形，由數千個原子構成。那它的名字中為何有“量子”二字呢？這與它的特性有關。就像其他微觀粒子一樣，量子點可以產生量子效應。這些量子效應如同一種神奇的科學魔法，當量子點受到光或電場的激發時，會發出特定頻率的光；而發出的光的頻率會隨著這種半導體尺寸的改變而變化。因此通過調節這種納米半導體的尺寸，我們就可以控制其發出光的顏色，其顏色可以覆蓋從藍光到紅光的整個可見光譜區，并具有色純度高、壽命長、穩定性好等特點。

較大尺寸的量子點發紅光，其直徑通常為7納米（150個原子）左右。發綠光的量子點顆粒直徑約3納米（30個原子）。發藍光的量子點最小，其內核直徑約為2納米（15個原子）；而由于其尺寸太小，量子點顆粒非常脆弱，難以處理，因此在面板顯示技術中對紅色和綠色量子點用得最多。……