量子点材料怎么做？你家糖醋排骨上就有！

中科院物理所新媒体中心

继纳米材料之后，量子材料在这些年火了起来。量子点是个什么呢？顾名思义，量子点，就是能展现出量子性质的“点”。当然，这个“点”并不是真正的零维的点，而是这种材料的尺寸非常小的意思。量子点的尺寸通常在几纳米到几十纳米，这么小的尺寸足以让量子点展现出诸如量子隧穿、库伦阻塞等量子性质。

实际上，量子点就是一团具有特定结构的原子团簇，它们激发出来的激子量子态会在空间三个方向上都被束缚住（激子：电荷和空穴在库仑作用下形成的束缚态）。这种束缚作用很像自然界中三维状态下原子对电子的束缚作用，因此量子点也会被称为人造原子。

量子点有啥用？这要从量子点的性质开始说起。量子点的性质介于半导体和离散的原子分子之間。在半导体中，电子吸收光子，从价带跃迁至导带，并在价带中留下空穴，这一对电子和空穴会在库仑作用束缚下形成激子。当组成激子的电子和空穴回到对应的基态时，激子的能量便会以光子的形式放出，便形成了荧光。

特别是在显示器领域，量子点有着独特的优势。与传统显示器的不同在于，量子点显示器使用的是蓝色LED光源，前面已经介绍了，不同大小的量子点可以产生不同颜色的光，蓝色LED光经过相应量子点之后，被分别转化成红光或者绿光，再加上空白像素直接显示的蓝光，便有了红、绿、蓝的RGB光，进而组合出所需要的各种颜色。早在2006年6月份，概念版的量子点显示器便得到了提出，2013年更是有了真正的商用量子点显示器，小伙伴们家里摆着的没准儿就是量子点显示器。

铺垫了这么多，终于到了我们开头讲的问题：怎么制备量子点材料？我们一个一个来说。首先是化学溶液生长法，小编喜欢把这种方法叫做“大锅焖煮法“，这种方法就是将原料按照一定比例放在化学溶液中，保持一定温度加热一段时间，便可以得到量子点，简单安全又高效，并且通常对环境的破坏非常少，是很常见的一种制备方法。

外延生长法，又可分为分子束外延生长法以及化学气相沉积法，其原理都是控制原料在特定衬底表面反应沉积，从而得到量子点。用这种方法制备得到的量子点可调控性比较高，特别是分子束外延生长，在超高真空环境中生长，得到产物的纯度会很高；缺点就是制备成本比较昂贵，释放的气体可能会污染环境。除了量子点之外，改变生长温度、时间等参数，可以让产物在衬底上进一步生长，从而得到一维纳米管材料或者二维薄膜材料。

电化学法，以特定原料作为电极，并通过特定电解液形成电路，通过施加一定的交变电压便可以将量子点从原料电极上剥离下来。这种方法产率高，环境破坏小，缺点就是适用制备的量子点种类有限。

除了这三种方法，还有其他很多制备量子点的方法，如电弧放电法、激光销蚀法、燃烧法、等离子体合成法等等，不同方法互有优劣，适用制备的量子点种类不同，不同方法制备得到的同种量子点性质也会有所区别。

小伙伴们平时吃剩的糖醋排骨不要扔，拿出来放在紫外灯光下照一照，如果看到了荧光点，那就是碳量子点。量子点材料听起来这么高端，做个饭居然就能做出来。这下子不得不多吃几次糖醋排骨了呢。