CINNO Research产业资讯，最近，Maksym Kovalenko领导的Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员，合作开发了一种能够极大提高钙钛矿量子点发光亮度的方法，该方法未来可用于显示器和量子技术。据介绍，该合作团队创造了一种特殊的分子，能够在量子点周围形成一个保护层，正是这种保护层让量子点材料的发光效率更高，除此以外，他们还利用量子力学效应来增加每秒产生的光子数量。最终，改进后的钙钛矿量子点材料可用于光子的生产、显示器和有机化学中的光活化催化剂。这项研究成果，发表在了科学期刊《自然》上。
图1. 研究成果示意
量子点材料发光亮度增强
Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一种能够极大提高钙钛矿量子点材料发光亮度的方法，钙钛矿量子点是一种能够发射特定颜色或单个光子的人造原子。这一研究成果对显示器和量子技术的应用具有重要意义。据介绍，该团队使用了化学方法和一种量子力学效应来提高这些量子点的发光亮度。
量子点和钙钛矿发光材料
众所周知，量子点是由一些半导体材料制成的，尺寸只有几纳米。它们具有发出特定颜色甚至单个光子的能力，这对当前炙手可热的量子技术发展至关重要。近年来，由钙钛矿发光材料制成的量子点，因其独特的光学性质和成本效益而受到关注。钙钛矿是一种具有与矿物钙钛矿（钛酸钙）类似结构的材料，这些量子点在制成之前，需要与一些液体混合形成分散体。
改善量子点特性
苏黎世联邦理工学院和Empa的Maksym Kovalenko领导的这个研究小组，与乌克兰和美国的同行合作，展示了如何进一步改善钙钛矿量子点性能的可能。他们使用化学方法进行表面处理和一种量子力学效应，这在钙钛矿量子点研究中是前所未有的。研究人员最近在科学期刊《自然》上发表了两篇相关论文。
磷脂保护涂层
为了防止量子点“闪烁”或不连续发光，研究人员专门开发了一种被称为磷脂的特制分子。这些磷脂能够在钙钛矿纳米晶体周围形成保护层，以确保被保护的量子点能够更连续地发射光子。这种磷脂分子突出在外部的非极性部分，使被保护的量子点获得在有机溶剂等非水溶液中形成分散体的可能。
图2. ETH研究人员所设计磷脂分子在钙钛矿纳米晶体周围形成了一层保护层，使其能够分散在非水有机溶液中，它们能够确保量子点更连续地发射光子。（图片：Kovalenko实验室）
量子力学效应与超辐射
研究人员通过实验证明，相干耦合效应也适用于钙钛矿量子点材料。通过量子力学效应，激子偶极子可以遍布量子点的整个体积，从而产生自己的几个副本。这些拷贝可以带来一种被称为超辐射的效应，通过这种效应，激子可以更快地重组进而发出特定颜色的光。因此，量子点就可以更快地吸收新的激子，因此每秒可以发出更多的光子，使其看起来更加明亮。
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