---欢迎点击上方材料科讯 关注我们---
F. Pelayo García de Arquer，文章总被引1.5w+, Sargent课题组博士后(2015.3-2021.4)，2021年4月回到西班牙ICFO做PI (其读博的地方)；
Dmitri V. Talapin，芝加哥化学系教授，文章总被引4.6w+;
Victor I. Klimov，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家，文章总被引4.8w+;
Yasuhiko Arakawa，日本东京大学教授，文章总被引4.0w+;
Manfred Bayer，德国多特蒙德工业大学教授，文章总被引2.1w+；
Edward H. Sargent，加拿大多伦多大学教授，文章总被引8.4w+;
以上6位作者的文章总被引数超25w，除一作为新秀之外，其余均是领域内权威。
在胶体半导体量子点（QD）中发现的限制使设计具有可调特性的材料成为可能。本文作者回顾了量子点合成和表面功能化方法的最新进展，这些方法能够微调其光学、化学和电学特性。这些重要的发展推动了显示和照明应用的商业化，并为激光和传感相关领域提供了有希望的发展方向，卷对卷、喷墨打印和光催化等将是QD中的新兴领域。
按目前行情来看，量子点LED的市场未来或将超越OLED市场。
Nature: 高效稳定蓝色量子点发光二极管 (又是三星这个组，一年一篇)
半导体材料具有光学和电子特性，可以通过其成分和晶体结构进行设计。硅砷化镓等半导体的使用激发了从计算机和移动电话到激光和卫星的技术。半导体QD 提供了一个额外的杠杆：因为它们的尺寸在所有三个维度上都减小到纳米级，受限制的电子运动导致离散的原子状电子结构和尺寸相关的能级。这使得纳米材料的设计具有广泛可调的光吸收、纯色的明亮发射、对电子传输的控制以及化学和物理功能的广泛调整，因为它们的表面积与体积比很大。
半导体 QD 的明亮窄带光发射可在可见光和近红外光谱范围内进行调谐，对于实现更高效、色彩更纯的显示具有吸引力。量子点在成分和结构上都经过精心设计，以操纵能量状态和电荷相互作用，从而产生与可见光和红外波长的光发射以及光纤通信相关的光学增益和激光。它们的可调表面化学特性允许在生物成像中用作光学标记，这通过将 QD 与蛋白质和抗体连接起来而成为可能。可以定制具有不同化学和物理功能的封端分子对QD 表面的操纵，以将它们的组装编程为半导体固体，增加电导率并使光子和化学刺激转化为电信号。诸如晶体管和光电探测器之类的光电器件导致相机对可见光和红外光敏感。高度结晶的 QD 可以通过使用高温和真空条件在明智选择的衬底上外延生长，并且它们的使用已经导致商业上可行的高性能激光器。可以在温和条件下在溶液中制造和加工的胶体 QD 的出现使大面积制造成为可能，并将 QD 的应用范围扩大到消费电子和光伏等市场。如下图所示：
图片来源：Science
但从化学的角度来看，需要在 QD 制造方面取得进一步进展，以维持和改善所需的化学和光电特性，并以高重现性做到这一点。这需要使用廉价的合成方法和前体，这些方法和前体能够将实验室规模的 QD 特性保留到与市场相关的数量。需要更好地理解 QD 表面、原子排列和亚稳态特征的不完整图片，以推动进一步的进展。从监管的角度来看，需要更加关注实现不依赖 Cd、Pb 和 Hg 等重金属的高质量材料。纳米结构在每个应用的毒性和生命周期分析中的作用越来越重要。从材料和光物理学的角度来看，在高度受限的材料中理解和利用电子，弥合成熟的外延 QD 和仍然崭露头角的胶体 QD 之间的差距，仍然存在令人兴奋的机会。后者的质量尚不完美——今天为换取其易于制造而付出的代价——仍然是一个核心挑战，必须解决，以进一步提高设备的性能。从设备的角度来看，胶体 QD 制造必须从实验室规模转变为大面积应用，如卷对卷和喷墨打印。光催化，其中光用于驱动化学转化，是一个新兴领域，其中 QD 很受关注。依赖于相干光和电子的转换的量子信息技术为利用量子限制效应带来了新的挑战和机遇。展望未来，机会仍然存在于支持 QD 的新设备架构的设计中。
全文正文较长，达11页，由于版权问题小编无法粘贴全文，但强烈推荐感兴趣的读者可点击以下DOI链接查看或点击阅读原文查看：
DOI: 10.1126/science.aaz8541
本文由小编自行快速编译，由于水平有限，不保证该报道准确性、真实性、完整性等，一切以论文原文为准，本文用意只为给读者提供最新论文概述信息，图片版权均归属于Science期刊。
量“粒”而行，点亮生活！量子点领域海外十大出自高校/实验室的初创公司
感谢分享本文到您的朋友圈
推荐 Material (Mater) News 材料科讯
分享、点赞、在看 是对我们最大的鼓励
扫描以下小编微信二维码可进材料科讯群，与众多海内外博士交流：
继续阅读
阅读原文
关键词
量子点
材料
结构
教授
电子