纳米尺度下的神奇应用：LED、激光LD与量子点

2、纳米粒子制备方法

纳米粒子的制作可以使用薄膜成长技术，但是都必须配合适当的装置控制不同的温度与压力来辅助才容易形成纳米粒子，否则只会形成纳米薄膜，例如：加热蒸镀、电子束蒸镀、溅镀（Sputter）、 等离子 化学气相沉积（PECVD）、分子束外延（MBE）、有机化学气相沉积（MOCVD）等。例如，像图五（c）所示，如果要制备氮化铟镓纳米粒子，可以使用有机化学气相沉积（MOCVD），将氨气与有机金属三甲基镓，三甲基铟分别混入氢气或氮气通入反应腔体，控制不同的压力与温度就可以得到氮化铟镓纳米粒子，可以发出很亮的蓝光或绿光。

3、量子点 显示 技术：有机会成 OLED 后市场上追求的梦幻显示科技

由于量子局限效应，不同尺寸的纳米粒子会发出不同波长（颜色）的荧光，例如：硒化镉（CdSe）直径10nm时发出红色荧光，直径5nm时发出绿色荧光，直径2nm时发出蓝色荧光，如图六（a）所示，而且它的发光强度比传统有机荧光物质高10倍以上，再加上相比目前的显示技术，量子点具有自发光、高对比度、广视角与轻薄可绕曲等优点，将有机会成为继OLED之后市场上亟欲追求的梦幻显示科技。

最近市面上的显示科技有点群魔乱舞，4k8K LCD 、OLED、Micro LED、激光电视与量子点QLED五家争鸣，量子点显示技术目前还不是很成熟，但是为什么市面上还是有很多打着量子点旗号的QLED电视呢？

如图六（b）所示，目前的量子点电视是利用量子点发光频谱集中的特性，发出高纯度的颜色，进而达到更好的全彩显示，将量子点加在LCD背光源上，量子点吸收背光源的光，以光致发光（Photoluminescence ；PL）重新发出高纯度的光，成为纯色的背光源，制作出高彩度的显示技术，最近TCL与QD Vision合作推出55吋4k量子点电视就是用这种技术，然而，这样的量子点光致发光技术，仅仅只是在传统的LCD技术加上量子点薄膜作为色彩调整，虽然带来了优良色彩 特性，但本质上还是受限LCD显示技术，仍然无法享受高对比度、广视角与轻薄可绕曲等优点！

因为大家对这个科技比较陌生，也没有能力去理解这么高深的物理，所以电视厂家打着量子点高科技的名词自然会吸引一般老百姓的关注，实际上现在的QLED电视还是LCD电视的改良版！

最常见的量子点结构如图六（c）所示，一般包含无机半导体核心层（core，直径约1～10nm）、宽带隙无机半导体壳层（Shell），以及最外层的有机配体（Ligand），核心层是量子点主要发光层，使用不同种类材料例如CdSe、CdS、InP与ZnSe ，合成不同的尺寸大小，可以调整量子点发光的颜色，利用合成的时间、温度以及反应物的浓度，加上合成后的过滤筛选，可以使量子点的大小更一致且均匀，发出更纯的光色。壳层包复核心层，隔绝氧气与湿气，并修补核心层缺陷，提升发光效率，最外层的有机配体可以使量子点分散在不同的非极性有机溶剂中，有利于使用溶液制程来制作量子点发光器件。

未来的QLED器件，制程方法与发光结构会跟目前的OLED比较接近，如图六（d）所示，都是使用电致发光，最大的不同点是QLED采用量子点作为发光材料，电子与空穴传输层可以使用跟OLED接近的有机材料，做出新一代柔性 显示器 ，当然目前这样的结构效率还是很低，所以为了提升QLED效率，有机材料加上氧化锌ZnO的电子传输层与氧化镍NiO空穴传输层是提升效率的比较好的选择，目前最新的成果是浙江大学彭笑刚教授团队利用有机材料PMMA作为氧化锌ZnO电子传导层与量子点发光层的缓冲结构层，可以达到接近OLED的效率，是目前世界最前沿的QLED技术领航者之一。