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武大教授解读诺贝尔化学奖:量子点是半导体颗粒直径乃至只要头发丝的万分之一

来源:安博电竞酒店北京发表日期:2023-10-06 06:01:38浏览量:1

  据新华社报导,当地时间10月4日,瑞典皇家科学院宣告,将2023年诺贝尔化学奖颁发蒙吉巴文迪、路易斯布鲁斯和阿列克谢叶基莫夫,以赞誉他们在发现和组成量子点方面所作出的奉献。瑞典皇家科学院常任秘书汉斯埃勒格伦当天在皇家科学院会议厅发布了获奖者名单及首要成果。他说,本年获化学奖的研讨成果为纳米技能“播下了重要的种子”。

  那么,什么是“量子点”?它在实在的日子中都有哪些运用?10月4日晚,极目新闻记者采访到武汉大学化学系教授、博士生导师李振,采纳问答方法,对本年的诺贝尔化学奖进行解读。

  答:量子点是纳米量级巨细的半导体粒子,有时也被称为“人工原子”或“量子点原子”,是20世纪90年代提出来的一个新概念,也是纳米技能的中心。因为量子点的标准挨近电子的德布罗意波长,因而量子点中的电子和空穴遭到空间约束,构成了类似于原子的能级结构,这便是量子限域效应。因为量子限域效应,量子点的性质介于大块半导体和离散原子或分子之间,量子点的能隙和发光波长与其标准和形状有关,因而能经过调理量子点的标准和形状来完结对其光谱特性的准确操控。

  答:量子点是人工组成的,自然界中未见报导。量子点是一种十分小的半导体颗粒,只要数十个或几百个原子,其巨细通常在1纳米到20纳米之间。跟着科学技能的继续不断的开展,量子点的标准规模也在逐渐扩展,现在已能制备出大约100纳米巨细的量子点。1纳米是10-9米,作为比照,头发丝的直径是大约是0.1毫米,也便是10-4米。10纳米量子点的直径是头发丝直径的万分之一。

  答:并不是一切物质都能构成量子点。依据组成量子点首要元素的不同,能够将量子点分为硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点、磷化铟量子点以及砷化铟量子点等。

  量子点的光电性质会跟着标准和形状的改动而改动,直径为5-6纳米的大量子点发射出更长波长的荧光,如橙光或红光;较小的量子点(2-3纳米)发射较短波长的光,发生像蓝光和绿光这样的色彩的光。

  答:因为结构高度可调的特性,量子点遭到广泛重视。量子点的潜在运用包含但不限于单电子晶体管、太阳能电池、发光二极管、激光、单光子源、量子核算、细胞生物学研讨、显微镜以及医学成像。

  现在已经有功能优异的商用量子点电视问世。量子点电视是运用了量子点技能背光源的电视,是液晶电视的一种。与传统液晶显现器的不同在于,量子点显现器运用的是蓝色LED光源,蓝色LED光经过相应量子点之后,被别离转化成红光或许绿光,再加上空白像素直接显现的蓝光,便有了红、绿、蓝的RGB光,从而组合出所需求的各种色彩。

  量子点还能当作探针运用,现在量子点荧光探针已开展得很老练。其原理是根据量子点的荧光性质,量子点是一种半导体,简单与其他分子结合。因而,经过改动量子点外表化学性质,能够使其挑选性地与特定分子结合,从而到达特定的检测意图。

  记者:本届物理学奖是研讨阿秒激光的,化学奖这个量子点也是研讨电子的,二者有何相似之处与不同之处?

  答:阿秒激光,是一种在阿秒(10-18秒)时间标准上闪耀的激光。经过阿秒激光,科学家们能够像看电影的慢动作回放相同,调查电子在原子内部的运动,探求它们之间的交互作用。量子点首要研讨资料在纳米标准的光电性质,二者研讨范畴并不相同。

  量子点的研讨中触及组成、功能表征与运用等,大部分是化学家研讨完结,因而要归类到化学奖。这三位科学家的研讨工作创始了一个全新的范畴,此次获奖确实是人心所向。

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