【大澳门威尼斯人赌场官网2024年12月18日讯】（大澳门威尼斯人赌场官网记者吴旻洲台湾台北报导）国立清华大学成功实现量子点技术的重大突破，由材料科学与工程学系教授陈学仕领导的研究团队，开发出环保的巨型磷化铟（InP）量子点，不同于目前含有毒金属的量子点材料，巨型磷化铟量子点具备卓越的发光效率和环境稳定性，为下一代显示技术与光电设备提供了一个高效能且可持续的解决方案。

量子点因其精确控制的发光特性，被广泛应用于显示器、自驾车感测器及生物医学等领域。然而，目前主流的硒化镉（CdSe/ZnS）量子点虽然性能优异，但因镉的毒性对环境和健康构成潜在威胁。

根据欧盟的《限制有害物质指令》（RoHS）规定，电子产品中的镉含量不得超过100 ppm，但由于缺乏可替代的高效能材料，含镉量子点暂时获得豁免。然而，随着永续发展的推进，这一豁免可能在未来被取消。

此外，含铅钙钛矿量子点（如CsPbX₃，X = Cl, Br, I）尽管具有更高的光学性能，但其铅含量带来的毒性问题，尤其是对幼儿神经发育的影响，也受到欧盟产品应用上的限制。这些挑战使得开发非镉、非铅的环保量子点成为目前量子点研究的核心方向。

磷化铟量子点 环境友善的解决方案

陈学仕表示，磷化铟（InP）量子点因其低毒性和环保特性，被视为替代含镉量子点的热门候选材料。但InP量子点在应用过程中仍面临多重挑战。首先，InP量子点的表面容易形成缺陷态，这些缺陷会导致光电性质下降，如发光效率降低、颜色纯度减少且材料稳定性也会受到影响。

他表示，其次，虽然壳层（如ZnS）可以有效保护量子点核心免受氧化和水汽侵蚀，但壳层过厚会增加内部应力，使量子点晶体更容易产生缺陷，而降低量子点的发光性能。如何在保持高效能的同时增强稳定性，成为磷化铟量子点研究的关键课题。

巨型磷化铟量子点的技术突破

清华大学团队的研究，成功开发出直径达21奈米的巨型磷化铟量子点，包含3奈米的核心与18奈米的壳层设计。团队透过精密的材料设计与控制材料在量子点核心上的成长，调整壳层形貌，有效解决核－壳界面之间压力或应力问题，实现了更厚壳层的稳定结构，同时维持高光学性能。

陈学仕表示，这些技术创新使得巨型磷化铟量子点具备卓越的发光效率和环境稳定性。尽管壳层厚度显着增加，该量子点仍能保持超过90%的高发光效率，克服了过去壳层过厚导致效率下降的技术难题。此外，压力释放的厚壳层，显着增强了材料对氧气和水汽的抵抗力，延长了其使用寿命，这为该技术的实际应用提供了有力支持。

清华大学研究团队过去已成功量产10奈米的低镉合金量子点，并推动其在量子点电视QLEDTV、MiniLED与MicroLED显示器中的应用。此次巨型InP量子点的研究，展示了替代含镉材料的潜力，为未来量子点技术提供了一条环保且具商业价值的发展路径。

陈学仕说，巨型磷化铟量子点的诞生，标志着量子点技术向环境友善方向的一大进展。随着技术成熟和大规模生产能力的提升，这种材料有望应用于显示器、生物医学与光电设备等多个领域。未来研究将重点放在降低制造成本、提升量子点性能，以及进一步优化结构设计。

陈学仕表示，清华大学团队的研究成果不仅展示了环保材料的可行性，更为全球光电技术的可持续发展提供了新的方向。巨型磷化铟量子点的成功，代表了高效能与环保设计的完美结合，为未来科技创新注入了新的可能性。◇

责任编辑：唐音