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　　近年來，量子點在顯示領域的迅速成功并不是偶然的，而是源于其合成化學的成熟及其獨特的化學、光學和光電性質。在CIDC2020量子點顯示技術產業峰會上，浙江大學秦海燕教授對膠體量子點（QDs）在顯示領域的材料化學前景進行了展望，且介紹了量子點發射體在顯示上的自然匹配和化學手段，以最終發揮其全部潛力。

　　浙江大學教授秦海燕

　　秦海燕介紹，膠體量子點是一種可溶液加工，尺寸在量子限域范圍的半導體納米晶體，其表面包裹一層有機配體。量子點合成化學的進展可以獲得具有高效、穩定和高純度熒光發射性能的發光材料。

　　她指出，核/殼量子點的電致發光有望充分利用量子點優異的發光性能和可溶液加工性能，實現低成本、高性能的量子點發光二極管（QLED）、電驅動單光子源和潛在的電泵浦激光器。然而，高性能QLED的設計和制造仍然極具挑戰性。

　　秦海燕也介紹，量子點在工作狀態下難以保持優異的發光特性，這通常被歸因于器件中不平衡的電荷注入和/或界面激子猝滅。以此為指導原則在材料篩選和器件工程方面做了大量的努力，但目前仍然僅有幾個有限特例實現了高效率和較長工作壽命的紅綠光QLED。她表示，這種情況說明，需要在基礎科學問題層面有新的理解，并提出量子點設計的新原則和指標，以跨越從光致發光與電致發光的鴻溝。

　　OLED一直都存在熒光發光效率的問題，因而業界提出了熱激活延遲熒光材料（TADF）解決方案。秦海燕表示，從材料發光原理來看，量子點在很大程度上就是“TADF材料”。

　　量子點在顯示中的應用主要有兩種技術路線：一是光致發光，主要配合液晶顯示，提高顯示色域表現；二是電致發光，雖有相關樣品出現，但仍未商業化。秦海燕介紹，“在光致發光中，激子是通過吸收光子將量子點價帶的電子激發到導帶而同時產生電子-空穴對，并限域在核-殼結構中。在電致發光中，激子是通過將電子和空穴分別注入量子點而產生的，而電子和空穴的注入都將經過量子點表面。這意味著，在設計高性能電致發光器件的量子點時，除了考慮表面配體對量子點光學性能的影響，還必須考慮它們的電化學特性。”

　　關于量子點為什么要在表面包裹有機配體，秦海燕表示，“除了讓量子點容易加工之外，更重要的是量子點是單晶材料，表面的原子配位是不全的，就會導致電子或空穴產生以后，不管是電致發光還是光致發光產生的表面原子會被捕獲，出現發光效率降低的現象。”

　　為此，需要設計一種量子點，通過對不同的電子或空穴位隔離的方法，提升材料發光效率。但她也表示，“最好的辦法是能夠讓它的表面這些缺陷都消滅掉，比如把鎘的配體換成硫的配體，可以提升熒光發光率。”

　　從量子點材料本身來看，秦海燕表示，我們需要對量子點的激發態進行設計與可控合成。她介紹，浙江大學高新材料化學中心彭笑剛課題組和金一政課題組在2014年設計出一種新型的量子點發光二極管（QLED），制備方法基于低成本、有潛力應用于大規模生產的溶液工藝，其綜合性能超越了已知的所有溶液工藝的紅光器件，將使用亮度條件下的壽命推進到10萬小時的實用水平。

　　秦海燕表示，量子點作為新型的發光和光電材料，有望在顯示和照明、激光、單光子源、生物醫學成像等眾多應用領域產生顛覆性的影響。她也表示，不同的應用需要去量身定制量子點材料，“做照明和做顯示的量子點，應該不是同一種量子點材料。我們需要對量子點的機制做控制，而不是把量子點直接合成出來，需要控制它的激發態的性質，在合成上要求對量子點做到原子級別的控制，這樣才能夠真正實現我們對它的性能設計以及做到均一化各方面的要求。”

　　備注：內容根據現場速記整理