分享一种利用胶体量子点（QD）获得中红外发射的新方法

据麦姆斯咨询报道，近期，美国芝加哥大学（University of Chicago）的研究团队展示了一种利用胶体量子点（QD）获得中红外发射的新方法，这可能为中红外光源开辟新的应用。

胶体量子点是一种半导体纳米晶体材料，它为通过湿化学溶液处理技术大量合成光源提供了一条有前途的途径。

胶体量子点在可见光范围内的电致发光已经非常高效且具有成本效益，但迄今为止其它波长已被证明更具挑战性，尤其是中红外区域。

芝加哥大学Philippe Guyot-Sionnest实验室（简称：PGS实验室）专门研究胶体合成化学产生的纳米晶体量子点，现已开发出一种在中红外波段发射特性大大改善的胶体量子点，并将其研究结果发表在Nature Photonics期刊上。

中红外光源

PGS实验室的Xingyu Shen评论道：“这种利用量子点制造红外光源的经济有效且易于使用的方法可能非常有用。该发现最终可能会导致显著便宜的中红外LED和激光器，或者是新的技术应用。”

上述工作建立在PGS实验室之前对量子点器件制造和性能研究的基础之上，包括改善纳米颗粒尺寸分布的努力和纳米晶体量子点红外探测器的开发，有可能以极低的成本与商用器件相媲美。

2022年，该研究小组展示了首款基于碲化汞（HgTe）的中红外胶体量子点LED，这种材料具有半导体特性和稳定性，有利于红外发射。该团队当时指出，这种量子点“有望通过令人兴奋的新制造工艺，打破极高的红外成像‘成本/克（cost/gram）‘”。

在新项目中，该团队进一步研究了胶体量子点的制造技术以及发光方法，其灵感来自于已建立的激光发射级联方法，其中电子穿过一系列不同的能级，并在每个能级以光的形式发射一部分能量。

根据PGS实验室的说法，迄今为止，这种级联技术从未用胶体量子点实现过，该实验室创建了HgTe纳米晶体的黑色“墨水”，将其“涂覆”衬底上并通以电流使其发光。

根据该团队在Nature Photonics期刊上发表的论文显示，该胶体量子点以4.5%的量子效率发出5 μm的中红外光，接近商用外延级联量子阱发光二极管。通过进一步优化，该级联方法可能超越现有方法。

“我们对这种可能性感到非常兴奋。”Guyot-Sionnest说道，“这是胶体量子点潜在应用的最佳例子之一。更多应用可以通过其它材料来实现，但这种体系架构真正起作用是因为量子力学。我认为它正在以一种非常有趣的方式推动该领域向前发展。”

审核编辑：刘清