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日前，浙江大學課題組科學家們設計出一種新型高性能量子點發(fā)光二極管(QLED)，并將使用亮度條件下的壽命推進到10萬小時的實用水平，這種新型器件有望成為下一代顯示和照明技術的有力競爭者。杭州納晶科技公司已經(jīng)以此技術開發(fā)出新的照明光源，處于全球領先地位。

新型量子點發(fā)光二極管(QLED)應用前途廣泛

在納晶科技公司，幾支試管和幾個或大或小的塑料瓶中，分別裝有綠、黃、紅各色液體，這就是量子點溶液。把一桶2000毫升的溶液提純后，晶體大概只有手指頭那么點。“但里面‘有’1萬臺電視機。”趙飛說，這些量子點，可以用來制造1萬臺使用量子點的新型彩電。

從量子點電視機播放的演示畫面來看，同樣是藍色或紅色，可以分辨出很多不同的鮮艷程度。同樣是紅色唇膏，畫面上卻能夠呈現(xiàn)和分辨出不同色差的100支唇膏。

此外，照明也是QLED可應用的一個巨大產(chǎn)業(yè)。使用量子點的發(fā)光二極管，更加接近于自然光，且發(fā)熱大大減少。納晶科技在2014年5月20日就正式發(fā)布了一款以健康理念為設計標準的人造光源，采用量子新材料技術及獲得美國Cree公司授權的遠程激發(fā)技術，可形成與自然光最接近的納晶光。

這款光源高78MM，泡殼直徑40MM，適用于室內(nèi)照明的各應用場所，5W功率的光源可替代60W的白熾燈和11W的節(jié)能燈。在可見光范圍內(nèi)與太陽光的光譜擬合率高達95%，顯色指數(shù)在98以上。而且質(zhì)保15000小時，正常使用壽命接近10年。相比傳統(tǒng)光源和普通LED，減少了長期使用對人眼，身體及情緒有危害的不良光組分，引領照明應用到健康層面。

此外，量子點應用領域十分廣泛。在生物醫(yī)療領域，能用量子點把細胞的骨架完全顯示出來?？梢院苋菀椎乩昧孔狱c的不同顏色來同時檢測多種病菌或者農(nóng)藥殘留。而且，因為量子點吸收能力非常強，能夠極大提高靈敏度。

科學家認為，量子點可能帶來重大變化的產(chǎn)業(yè)，首先是顯示。目前的第一代量子點顯示產(chǎn)品是基于光激發(fā)發(fā)光，納晶科技公司和美國的兩家公司都已經(jīng)進入商業(yè)化階段。這種新型的背光源，讓顯示顏色的純度很高、色飽和高。而量子點發(fā)光二極管則會把量子點顯示帶入第二代。目前，浙江大學與納晶科技公司在第二代量子點顯示技術的研究上處于國際領先地位。

量子點能大大提高二極管的發(fā)光性能

“發(fā)光材料對人類的重要性，決定了量子點會成為明星材料。”課題組負責人、浙江大學高新材料化學中心教授彭笑剛認為。光是能量的一種形式，當物質(zhì)中的電子從一個高能級躍遷到一個相對較低的空能級，能量就會被釋放——如果這份能量以光的形式表現(xiàn)出來，就會看到這個物質(zhì)在發(fā)光。

科研人員解釋說，在半導體材料中，如果電子掉進空能級的空穴，就會發(fā)出光子，這被稱為“電子空穴復合”。然而，能復合的電子和空穴在物質(zhì)中并不是常存在的，復合過程需要電激發(fā)或光激發(fā)。發(fā)光二極管就是電激發(fā)的發(fā)光器件。