量子點: 忘掉你的 4K 超高清電視吧，體內成像技術的飛躍，包括活細胞、血癌檢測、癌症檢測和治療

By Fouad Sabry

什麼是量子點

量子點 (QD) 是幾納米大小的半導體粒子，由於量子力學，其光學和電子特性不同於較大的粒子。它們是納米技術的中心話題。當量子點被紫外光照射時，量子點中的一個電子可以被激發到更高能量的狀態。在半導體量子點的情況下，該過程對應於電子從價帶躍遷到電導帶。被激發的電子可以回落到價帶中，通過發光釋放其能量。該光發射（光致發光）如右圖所示。該光的顏色取決於電導帶和價帶之間的能量差，或者當帶結構不再是量子點中的良好定義時離散能態之間的轉換。

您將如何受益

(I) 關於以下主題的見解和驗證：

第一章：量子點

第二章：量子點太陽能電池

第三章：發光二極管

第四章：量子點顯示

第 5 章：納米材料的健康和安全危害

第 6 章：納米毒理學

第 7 章：光催化

第 8 章：潛力井

（二）回答公眾關於量子點的熱點問題。

（三）量子點在多個領域的應用實例。

（四）17個附錄，簡述各行業266項新興技術，360度全方位了解量子點技術。

本書的讀者對象

專業人士、本科生和研究生、愛好者、業餘愛好者以及想要超越任何量子點的基礎知識或信息的人。

• Language: 中文
• Publisher: 十億個知識淵博 [Chinese (Traditional)]
• Release date: Jan 27, 2022

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32 - 超材料

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35 - 納米材料

36 - 可程式設計物質

37 - 量子點

38 - 矽烯

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41 - 時間晶體

42 - 半透明混凝土

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8 - 石墨烯

9 - 晶元實驗室

10 - 高溫超導

11 - 磁性納米顆粒

12 - 磁流變液

13 - 微流體

14 - 超流動性

15 - 超材料

16 - 金屬泡沫

17 - 多功能結構

18 - 納米材料

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20 - 量子點

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神經科學中的新興技術

1 - 腦機介面

機器人技術的新興技術

1 - 群體智慧

10億知識淵博

量子點

忘記您的4K超高清電視，量子躍入體內成像，包括活細胞，血癌測定，癌症檢測和治療

福阿德·薩布里

版權

量子點版權所有 © 2021 由 Fouad Sabry 提供。保留所有權利。

保留所有權利。未經作者書面許可，不得以任何形式或任何電子或機械手段（包括資訊存儲和檢索系統）複製本書的任何部分。唯一的例外是審稿人，他們可能會在評論中引用簡短的摘錄。

封面由Fouad Sabry設計。

這本書是一部虛構的作品。名稱、人物、地點和事件要麼是作者想像的產物，要麼是虛構使用的。任何與真實人物的相似之處，無論是活著的還是死去的，事件或地點都是完全巧合。

獎金

您可以向 [e-mail] 發送電子郵件，主題為量子點：忘記您的4K超高清電視，量子躍升進入體內成像，包括活細胞，血癌測定，癌症檢測和治療，您將收到一封電子郵件，其中包含本書的前幾章。

福阿德·薩布里

訪問1BK網站

www.1BKOfficial.org

前言

我為什麼要寫這本書？

寫這本書的故事始於1989年，當時我是高級中學的學生。

它非常類似於STEM（科學，技術，工程和數學）學校，現在在許多發達國家都可以使用。

STEM是一門課程，其基礎是以跨學科和應用的方法教育四個特定學科（科學，技術，工程和數學）的學生。該術語通常用於解決學校的教育政策或課程選擇。它對勞動力發展、國家安全關切和移民政策都有影響。

圖書館每周都有一堂課，每個學生都可以自由選擇任何書籍並閱讀1小時。該課程的目的是鼓勵學生閱讀教育課程以外的科目。

在圖書館里，當我看著書架上的書時，我注意到了巨大的書，總共5000頁，分為5個部分。書名是《技術百科全書》，它描述了我們周圍的一切，從絕對零到半導體，幾乎每一種技術，在那個時候，都是用彩色插圖和簡單的文字來解釋的。我開始閱讀百科全書，當然，我無法在每周1小時的課程中完成它。

所以，我說服父親買了這本百科全書。我父親在我生命之初為我購買了所有的技術工具，第一台計算機和第一本技術百科全書，兩者都對我自己和我的事業產生了很大的影響。

我在今年的同一個暑假里完成了整本百科全書，然後我開始看到宇宙是如何運作的，以及如何將這些知識應用於日常問題。

我對這項技術的熱情始於30年前，現在的旅程仍在繼續。

這本書是新興技術百科全書的一部分，我試圖給讀者帶來我在高中時的驚人體驗，但我對21世紀的新興技術，應用和行業解決方案更感興趣，而不是 20世紀的技術。

《新興技術百科全書》將由365本書組成，每本書將專注於一項新興技術。您可以在本書末尾的即將推出部分閱讀新興技術及其按行業分類的清單。

365本書，讓讀者有機會在一年內每天增加對一項新興技術的知識。

介紹

我是怎麼寫這本書的？

在每本《新興技術百科全書》中，我都試圖直接從人們的腦海中獲得即時的原始搜索見解，試圖回答他們關於新興技術的問題。

每天有30億次谷歌搜索，其中20%以前從未見過。它們就像是人們思想的直接線。

有時是「如何清除卡紙」。其他時候，這是他們唯一敢與谷歌分享的痛苦恐懼和秘密渴望。

在我追求發現關於量子點的內容創意的未開發金礦的過程中，我使用許多工具來收聽來自Google等搜尋引擎的自動完成數據，然後快速找出每個有用的短語和問題，人們正在圍繞關鍵字量子點提問。

它是人們洞察的金礦，我可以用它來創造新鮮、超有用的內容、產品和服務。善良的人，像你一樣，真的想要。

人搜索是有史以來收集到的關於人類心理的最重要的數據集。因此，這本書是一個活生生的產品，並且不斷更新越來越多的關於量子點的新問題的答案，人們問，就像你我一樣，想知道這個新興技術，並想瞭解更多有關它的資訊。

寫這本書的方法是更深入地了解人們如何圍繞量子點進行搜索，揭示我不一定會想到的問題和疑問，並用超級簡單易懂的單詞回答這些問題，並以直接的方式瀏覽本書。

因此，在寫這本書時，我確保它盡可能地優化和有針對性。本書的目的是幫助人們進一步理解和增長他們對量子點的瞭解。我試圖盡可能密切地回答人們的問題，並展示更多。

這是一種奇妙的，美麗的方式，可以探索人們提出的問題和問題並直接回答它們，併為本書的內容添加洞察力，驗證和創造力 - 甚至是推銷和建議。這本書揭示了豐富的，不那麼擁擠的，有時令人驚訝的研究需求領域，否則我將無法觸及。毫無疑問，在使用這種方法閱讀本書后，有望增加潛在讀者的思想知識。

我採用了一種獨特的方法，使本書的內容始終保持新鮮。這種方法取決於通過使用搜索傾聽工具來傾聽人們的思想。這種方法説明我：

準確地與讀者見面，這樣我就可以創建相關的內容，引起共鳴，並推動對主題的更多理解。

保持我的手指緊緊抓住脈搏，這樣當人們以新的方式談論這項新興技術時，我就可以獲得更新，並監控隨時間的變化趨勢。

發現隱藏的問題寶藏需要有關新興技術的答案，以發現意想不到的見解和隱藏的利基，從而提高內容的相關性並賦予其勝利優勢。

不要再把時間浪費在直覺上，不要猜測讀者想要的內容，用人們需要的東西填滿書的內容，告別基於猜測的無窮無盡的內容創意。

做出可靠的決策，減少風險，讓前排座位即時瞭解人們想要閱讀和想知道的內容，並使用搜索數據做出大膽的決定，包括哪些主題和要排除哪些主題。

簡化我的內容製作以識別內容創意，而無需手動篩選個人意見，從而節省數天甚至數周的時間。

通過回答他們的問題，幫助人們以直接的方式增加他們的知識，這真是太好了。

我認為這本書的寫作方法是獨一無二的，因為它整理並跟蹤讀者在搜尋引擎上提出的重要問題。

確認

寫一本書比我想像的更難，比我想像的更有收穫。如果沒有著名研究人員完成的工作，這一切都是不可能的，我要感謝他們為增加公眾對這項新興技術的瞭解所做的努力。

奉獻

對於開悟者，那些看待事物不同，並希望世界變得更好的人 - 他們不喜歡現狀或現有狀態。你可以過多地不同意他們，你可以與他們爭論得更多，但你不能忽視他們，你不能低估他們，因為他們總是會改變事情......他們推動人類前進，雖然有些人可能認為他們是瘋狂的人或業餘愛好者，但其他人認為天才和創新者，因為那些足夠開明的人認為他們可以改變世界，是那些這樣做的人，並帶領人們走向啟蒙。

碑文

量子點（QD）是幾納米大小的半導體粒子，具有光學和電子特性，由於量子力學，它們與較大的粒子不同。它們是納米技術的中心話題。當量子點被紫外光照亮時，量子點中的電子可以被激發到更高能量的狀態。在半導體量子點的情況下，該過程對應於電子從價帶到電導帶的轉變。激發的電子可以回落到價帶中，通過光的發射釋放其能量。這種光發射（光致發光）如右圖所示。該光的顏色取決於電導帶和價帶之間的能量差，或者當能帶結構在量子點中不再是一個好的定義時，離散化能態之間的躍遷。

目錄

量子點

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作者系列

量子點

版權

獎金

前言

介紹

確認

奉獻

碑文

目錄

第1章 量子點

第2章 量子點太陽能電池

第3章 發光二極體

第4章 量子點顯示器

第5章 奈米材料的健康和安全危害

第6章 奈米毒理學

第7章 光催化

第8章 潛力井

結語

關於作者

即將推出

附錄：各行業的新興技術

第1章 量子點

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紫外光用於照射膠體量子點。由於量子限制，不同大小的量子點會發出不同色調的光。

量子點（QD）是幾納米大小的半導體粒子，具有光學和電子特性，由於量子力學，它們與較大的粒子不同。它們是納米技術的中心話題。當量子點被紫外光照亮時，量子點中的電子可以被激發到更高能量的狀態。在半導體量子點的情況下，該過程對應於電子從價帶到電導帶的轉變。激發的電子可以回落到價帶中，通過光的發射釋放其能量。這種光發射（光致發光）如右圖所示。該光的顏色取決於電導帶和價帶之間的能量差，或者當能帶結構在量子點中不再是一個好的定義時，離散化能態之間的躍遷。

在材料科學的語言中，納米級半導體材料嚴格限制電子或電子空穴。量子點有時被稱為人造原子，強調它們的奇點，具有束縛的，離散的電子態，如自然存在的原子或分子。

量子點的特性介於體半導體和離散原子或分子之間。它們的光電特性因尺寸和形狀而異。

量子點可用於單電子晶體管，太陽能電池，LED，雷射器和其他設備。這些加工方法導致更便宜和更快的半導體生產技術。

內容

1 生產

1.1 膠體合成

1.2 血漿合成

1.3 製造

1.4 病毒組裝

1.5 電化學裝配

1.6 批量生產

1.7 無重金屬量子點

2 健康和安全

3 光學特性

4 應用

4.1 皮下記錄保存

4.2 生物學

4.3 光伏設備

4.3.1 純量子點太陽能電池

4.3.2 混合太陽能電池中的量子點

4.3.3 太陽能電池中納米線量子點

4.4 發光二極體

4.5 量子點顯示器

4.6 光電探測器設備

4.7 光催化劑

5 理論

6 半導體中的量子約束

6.1 模型

6.2 量子力學

6.2.1 半經典

6.2.2 經典力學

7 歷史

8 參見

9 參考資料

10 延伸閱讀

11 外部連結

生產

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從紫色到深紅色逐漸步進發射的量子點

量子點可以通過多種方法創建。膠體合成，自組裝和電氣門控都是可能性。

膠體合成

膠體半導體納米晶體以 類似於 經典化學方法的方式從溶液中產生。根本的區別在於產物既不沉澱也不保持溶解。當溶液被加熱到高溫時，前體分解，形成成核併產生納米晶體的單體。溫度是確定納米晶體發育最佳條件的重要組成部分。它必須足夠高，以允許在整個合成過程中進行原子重排和退火，但又足夠低以形成晶體。在納米晶體形成過程中必須嚴格管理的另一個重要組成部分是單體的濃度。納米晶體的增長可以在兩種狀態下發生：「聚焦」和「散焦」。。在高單體濃度下，臨界尺寸（納米晶體既不生長也不收縮的尺寸）非常適中，導致幾乎所有顆粒的發展。 在這種狀態下，較小的顆粒比較大的顆粒生長得更快（因為較大的晶體比小晶體需要更多的原子來生長），導致尺寸分佈聚焦和幾乎單分散顆粒的異常分佈。當單體含量保持恆定時，存在的平均納米晶體尺寸總是略大於臨界尺寸。單體濃度隨時間推移而降低，臨界尺寸大於現有平均尺寸，分佈散焦。

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細胞上的硫化鎘量子點

有膠體方法可以生產許多不同的半導體。典型的點由二元化合物製成，例如硫化鉛，硒化鉛，硒化鎘，硫化鎘，碲化鎘，砷化銦和磷化銦。點也可以由三元化合物製成，例如硒化鎘硫化物。此外，最近取得了一些進展，可以合成膠體鈣鈦礦量子點。這些量子點在量子點體積內可以包含少至100，000個原子，直徑為≈10到50個原子。這相當於大約2到10奈米，在直徑10奈米處，近300萬個量子點可以首尾排列，並適合人類拇指的寬度。

硫化鉛（硒化物）膠體納米顆粒的理想化圖像，通過油酸，油醯胺和羥基配體（大小≈5nm）完全鈍化

膠體合成 允許產生 大量的量子點。膠體合成方法由於其可擴展性和在台式條件下的易用性而具有商業應用的潛力。

血漿合成

等離子體合成已成為生產量子點的最流行的氣相方法之一，特別是那些具有共價鍵的量子點。（例如，膠體量子點）。

製造

自組裝的量子點通常大小在5到50nm之間。通過光刻蝕刻柵極或通過蝕刻半導體異質結構中的二維電子蒸氣來定義的量子點的橫向尺寸範圍可以在20到100nm之間。

一些量子點是一種物質的一小部分，埋藏在另一種物質的較大帶隙區域中。這些可以是核殼結構，例如核心中的CdSe和殼中的ZnS，或稱為ormosil的特定形式的二氧化矽。亞單層殼，例如具有亞單層CdS殼的PbS磁芯，也可以是鈍化量子點的有效技術。

由於孔厚度的單層波動，量子點可以在量子阱結構中自發形成。

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用原子解析度掃描透射電子顯微鏡（GaAs）拍攝的埋藏在砷化鎵中的砷化銦（InGaAs）量子點的圖像。

當材料在晶格不匹配的基板上形成時，自組裝量子點在分子束外延（MBE）和金屬有機蒸相外延（MOVPE）的特定條件下自發成核。隨之而來的應變導致在二維潤濕層頂部形成島。斯特蘭斯基–克拉斯塔諾夫增長是這種增長形式的名稱。這種量子點可能在量子密碼學（作為單光子源）和量子計算中得到應用。該技術的主要缺點是生產成本高，並且缺乏對單個點定位的控制。

單個量子點可以由遠端摻雜的量子阱或橫向量子點中發現的二維電子或空穴蒸氣製成，它們是半導體異質結構。在樣品表面塗上一層薄薄的光刻膠。然後使用電子束光刻技術來定義光刻膠中的橫向圖案。然後通過蝕刻或通過放置金屬電極（剝離方法）將該圖案傳輸到電子或空穴氣體，這些金屬電極允許在電子氣體和電極之間施加外部電壓。這些量子 點在涉及電子或空穴傳輸（即電流）的研究和應用中最有用。

通過控制約束勢的幾何尺寸、形狀和強度，您可以設計量子點的能譜。此外，與原子不同，將量子點連接到通過隧道屏障的導聯線非常簡單，允許隧穿光譜技術用於其檢查。

量子點吸收特性對應於電子和空穴的盒態中離散的三維粒子之間的躍遷，兩者都被限制在相同的納米尺寸的盒子中。由於這些離散躍遷類似於原子光譜，量子點也被稱為人造原子。

靜電電位也可能導致量子點的限制（由外部電極，摻雜，應變或雜質產生）。

互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術可用於製造矽量子點。超小（L = 20 nm，W = 20 nm）CMOS晶體管在-269°C（4 K）至約-258°C（15 K）的低溫溫度範圍內工作時表現為單電子量子點。晶體管由於電子（空穴）逐個的漸進充電而顯示庫侖阻斷。限制在通道中的電子（空穴）的數量由柵極電壓驅動，從零電子（空穴）的佔用開始，並且可以設置為1或許多。

病毒組裝

量子點 生物複合 結構可以使用基因工程的M13噬菌體病毒創建。此外，已知野生型病毒（Fd，M13和TMV）的液晶結構可以通過改變溶液濃度，溶液離子 強度和施加到溶液中的外部磁場來改變。因此，可以利用病毒的特殊識別特性將無機納米晶體組織成由液晶形成確定的整個長度尺度的有序陣列。Lee等人（2000）利用這些知識從噬菌體和ZnS前體溶液中製造自組裝，高度定向，自支撐的薄膜。通過基因突變和選擇，他們能夠改變噬菌體的持續時間和無機物質的類型。

電化學組裝

電化學技術也可用於自組裝高度有序的量子點陣列。電解質 - 金屬介面處的離子相互作用導致納米結構（包括量子點）自發組裝到金屬上，然後將其用作將這些納米結構機械蝕刻到指定基板上的掩模。

批量生產

量子點製造基於一種稱為高溫雙注入的方法，該方法已被幾家企業擴大到需要大量量子點（數百公斤至 噸）的商業應用。這種可重複的製造方法適用於各種量子點尺寸和成分。

由於某些無鎘量子點（例如III-V基量子點）中的鍵合比II-VI材料中的共價更高，因此通過高溫雙注射合成分離納米顆粒成核和生長的問題更多。分子接種程式是量子點合成的替代方法，為大量製造高品質量子點提供了可靠的方法。該方法採用分子簇化合物的相同分子作為納米顆粒成核位點，無需高溫注射步驟。通過 在中等溫度下定期添加前體來維持顆粒生長，直到獲得所需的粒徑。分子播種方法不僅限於生產無鎘量子點;它還可用於在幾個小時內合成千克批次的高品質II-VI量子點。

大規模製造膠體量子點的另一種選擇是將眾所周知的熱注入合成方法轉移到技術連續流動系統中。通過應用用於混合和生長的技術元件以及運輸和溫度變化，可以避免由上述方法的要求引起的批次間差異。這種方法已經過研究和調整，用於製造基於CdSe的半導體納米顆粒，每月數量為公斤。由於使用技術元件可以在最大輸送量和尺寸方面輕鬆互換，因此可以將其增加到數十甚至數百千克。

2011年，一組美國和荷蘭公司報告稱，通過將經典的高溫雙注射工藝應用於流動系統，在大批量量子點製造方面取得了突破。

陶氏於2013年1月23日與總部位於英國的Nanoko簽訂了獨家許可協定，使用其低溫分子播種方法批量製造用於電子顯示器的無鎘量子點，並於2014年9月24日開始在韓國生產能夠生產足夠量子點的生產設施上工作，用於「數百萬無鎘電視機和其他設備， 比如平板電腦。定於2015年年中開始量產。

無重金屬量子點

由於在世界許多地方，許多家庭用品中重金屬的使用現在受到限制或禁止，因此大多數鎘基量子點不再適用於消費品應用。

為了商業可行性，已經生產了一系列受限制的，無重金屬的量子點，在光譜的可見光和近紅外區域具有強烈的發射，並且光學特性類似於CdSe量子點。這些材料包括InP/ ZnS，CuInS  / ZnS，Si，Ge 和C。

肽正在被研究為潛在的量子點材料。

健康與安全

在某些情況下，一些量子點對人類健康和環境有害。

使用模型細胞培養物，已經進行了許多研究來研究QD細胞毒性的機制。CdSe量子點已被證明在暴露於紫外線輻射或被空氣氧化后釋放遊離鎘離子，導致細胞死亡。

儘管在利用動物模型的體內研究中已經報導了特定細胞器中量子點的濃度，但通過組織學或生化研究尚未發現動物行為，體重，血液學指標或器官損傷的變化。QD 胞吐作用目前在文獻中研究不足。

雖然重要的研究工作拓寬了對量子點毒性的理解，但文獻中存在很大差異，問題仍有待回答。與普通化學物質相比，這類材料的多樣性使得評估其毒性非常具有挑戰性。由於它們的毒性也可能是動態的，這取決於環境因素，如pH值，光照和細胞類型，因此評估LD50等化學品毒性的傳統方法不適用於量子點。因此，研究人員正專注於引入新方法並調整現有方法以包括這種獨特的材料。此外，科學界仍在探索設計更安全量子點的新策略。該領域最近的一項新穎之處在於發現了碳量子點，這是一種新一代光學活性納米顆粒，可能能夠取代半導體量子點，但具有毒性低得多的優勢。

光學特性

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各種尺寸的CdTe量子點的螢光光譜。由於量子限制，不同大小的量子點會發出不同色調的光。

在半導體中，光吸收通常會導致電子從價態激發到導帶，留下空穴。電子和空穴可以相互結合形成激子。當這個激子重新組合時（即電子恢復其基態），激子的能量可以作為光發射。這被稱為螢光。在簡化模型中，發射光子的能量可以理解為最高佔用能級和最低未佔用能級之間的帶隙能量之和，空穴和激發電子的限制能以及激子的束縛能（電子 - 空穴對）：

the figure is a simplified representation showing the excited electron and the hole in an exciton entity and the corresponding energy levels. The total energy involved can be seen as the sum of the band gap energy, the energy involved in the Coulomb attraction in the exciton, and the confinement energies of the excited electron and the hole

由於限制能量與量子點的大小成正比，因此可以通過在合成過程中修改量子點的大小來控制吸收起始和螢光發射。較大點的吸收起始和螢光光譜更紅（能量較低）。另一方面，較小的點吸收併發出更藍（更高能量）的光。最近在納米技術和其他期刊上的出版物已經開始暗示量子點的形狀也可能在顏色中發揮作用，但目前沒有足夠的資訊。此外，已經證明量子點的大小決定了螢光的壽命。電子 - 空穴對可以被困在更大點中更緊密間隔的能級中。結果，較大點中的電子 - 空穴對壽命更長，導致較大的點具有更長的使用壽命。

為了提高螢光量子產率，量子點可以被更高帶隙半導體材料的外殼包圍。這種改善被認為是由於在某些情況下較少的電子和 空穴進入非輻射表面復合路線，但在某些情況下也較少的螺旋重組。

應用

由於其高衰減係數，量子點對於光學應用非常有趣。

定製量子點大小的能力對各種潛在應用都很有吸引力。例如，較大的量子點比較小的點具有更大的光譜向紅色的轉變，並且表現出不太明顯的量子特徵。另一方面，較小的粒子使人們能夠利用更微妙的量子現象。

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一種通過將能量從微小的量子阱層轉移到層上方的晶體來產生可見光的裝置。

由於量子點是零維的，因此它們比高維結構具有更大的狀態密度。因此，它們具有出色的光學和傳輸特性。它們可用於二極體鐳射器，放大器和生物感測器等。量子點可以在金納米粒子產生的局部增加的電磁場內被激發，並且隨後可以檢測到（CdSe）ZnS奈米晶體的光致發光激發光譜中的表面等離子體共振。由於其寬廣的激發曲線和窄/對稱發射光譜，高品質的量子點非常適合光學編碼和多路複用應用。新一代量子點在細胞內過程的單分子研究，高解析度細胞成像，細胞運輸的長期體內觀察，腫瘤靶向和診斷方面具有巨大的潛力。

CdSe奈米晶體作為三重態光敏劑效果很好。通過對微小CdSe納米顆粒的激光激發，將激發態能量從量子點提取到本體溶液中，為光動力處理，光伏器件，分子電子學和催化等廣泛的可能應用打開了大門。

皮下記錄保存

2019年12月，Robert S. Langer和他的同事發現並獲得了一種系統專利，該系統用於用隱形墨水標記人們，並使用透皮貼劑皮下皮下存儲醫療和其他資訊。這被標榜為「貧窮國家」的福音，因為缺乏基礎設施等於缺乏醫療記錄。

生物學

許多類型的有機染料用於現代生物分析。然而，隨著技術的進步，這些染料的多功能性得到了提高。

使用量子點進行高靈敏度的細胞成像已經取得了重大進展。

量子點像納米粒子一樣，具有抗菌特性，可以以劑量依賴性的方式殺死細菌。

半導體量子點也被用於在體外對預先標記的細胞進行成像。實時可視化單細胞遷移的能力可能在各種科學領域有用，包括胚胎發生，癌症轉移，幹細胞療法和淋巴細胞免疫學。

量子點在生物學中的一個應用是作為Förster共振能量轉移中的供體螢光團，其中這些螢光團的大消光係數和光譜純度使它們優於分子螢光團。

使用量子點的體內腫瘤靶向採用兩種靶向策略：主動靶向和被動靶向。在主動靶向的情況下，量子點被腫瘤特異性結合位點功能化，以便優先與腫瘤細胞結合。被動靶向採用增加的腫瘤細胞穿透和保留來管理量子點探針。快速生長的腫瘤細胞比健康細胞具有更多的多孔膜，允許微小的納米顆粒洩漏到細胞體內。此外，腫瘤細胞缺乏有效的淋巴引流系統，這導致納米顆粒積聚。

量子點探針在體內是危險的。例如，當暴露於紫外線時，CdSe奈米晶體對培養的細胞非常有害，因為顆粒會分解，將有毒的鎘離子釋放到培養基中。然而，在沒有紫外線照射的情況下，發現具有持久性聚合物塗層的量子點基本上是無害的。

另一個潛在的應用是使用量子點作為無機螢光團，利用螢光光譜進行術中腫瘤鑒定。

現有的程式使得將完整的量子點傳遞到細胞質變得困難。基於載體的方法導致量子點聚集和內體螯合，而電穿孔可以破壞細胞質基質中的半導體顆粒和團聚遞送的點。量子點可以通過細胞擠壓有效地提供，而不會引起聚集，將物質捕獲在內體中，或者細胞活力的大量喪失。此外，已經證明該方法給出的單個量子點在細胞質中是可觀察到的，這表明該技術具有單分子跟蹤研究的潛力。

光伏器件

量子點因其可定製的吸收光譜和高消光係數而對光伏等光收集技術具有吸引力。量子點有可能提高當今矽太陽能電池的效率和降低成本。根據2004年的一份實驗報告，硒化鉛的量子點可以通過稱為載流子乘法或多激子合成（MEG）的過程從單個高能光子產生多個激子。 這與 今天的太陽能電池形成鮮明對比，太陽能電池每個高能光子只能處理一個激子，高動能載體以熱量的形式失去能量。從理論上講，量子點光伏發電的生產成本較低，因為它們可以通過基本的化學反應產生。

僅量子點太陽能電池

芳香族自組裝單層（SAM）（例如，4-硝基苯甲酸）可用於改善電極處的帶狀對準，從而提高效率。該方法實現了創紀錄的10.7%的功率轉換效率（PCE）。

混合太陽能電池中的量子點

無機/有機雜化太陽能電池也利用膠體量子點。這些太陽能電池之所以具有吸引力，是因為具有低成本製造和合理高效率的可能性。

太陽能電池中納米線的量子點

另一種可能性是用CdSe量子點塗覆覆蓋的單晶ZnO奈米線，並將它們浸入巯基丙酸作為空穴傳輸介質，以產生QD敏化的太陽能電池。納米線的形狀為電子提供了通往光陽極的直接路徑。這種類型的太陽能電池的內部量子效率為50-60%。

矽納米線（SiNW）與量子點塗層和碳量子點使用SiNWs而不是平面矽提高了Si的抗偏轉能力。

與石墨烯片相比，石墨烯量子點與有機電子材料相結合，以提高光伏器件和有機發光二極體（OLED）的效率並降低成本。這些石墨烯量子點被有機配體功能化，當暴露於UV-Vis光時會發出光致發光。

發光二極體

本文介紹了幾種利用量子點來改進現有發光二極體（LED）設計的方法，包括量子點發光二極體（QD-LED或QLED）顯示器和量子點白光發光二極體（QD-WLED）顯示器。由於量子點天生就發出單色光，因此它們比必須進行顏色過濾的光源更有效。由於QD-LED可以在矽襯底上製造，因此它們可以集成到常規的矽基積體電路或微機電系統中。

量子點顯示器

量子點對於顯示器很有價值，因為它們發出具有極窄高斯分佈的光。這可能會導致顯示器的顏色明顯更準確。

傳統彩色液晶顯示器 （LCD） 的背光通常由螢光燈 （CCFL） 或普通白光 LED 提供，這些 LED 經過顏色過濾以產生紅色、綠色和藍色圖元。量子點顯示器的光源是藍色發光的LED而不是白色的LED。通過將相應的彩色量子點放在藍色LED前面或利用背光光學堆疊中注入的擴散器片，輸出光的轉換部分轉換為純綠色和紅色光。還採用空白圖元來允許藍色LED燈產生藍色色調。這種形式的白光作為LCD面板背光，以比採用三個LED的RGB LED組合更低的成本提供了最佳色域。

電致發光（EL）或電發射方法是創建量子點顯示器的另一種方法。這需要在每個圖元中放置量子點。然後使用電流應用來啟動和控制它們。電發射式QD-LED電視僅在實驗室中發現。

QD對LCD螢幕很有吸引力，因為它們能夠精確地轉換和調整頻譜。以前的LCD顯示器可能會通過將紅綠色缺陷，藍黃色豐富的白光變成更平衡的照明來浪費能量。使用 QD 時，螢幕上僅包含最佳視覺效果所需的顏色。 最終 結果是更明亮，更清晰，更節能的螢幕。2013年宣佈的索尼XBR X900A系列平板電視是量子點的首次商業部署。

QD Vision於2006年6月宣佈在創建概念驗證量子點顯示器方面取得了技術成就，該量子點顯示器在光譜的可見光和近紅外區域具有強烈的發射。使用集成在掃描顯微鏡尖端的QD-LED演示了螢光近場掃描光學顯微鏡（NSOM）成像。

光電探測器設備

溶液處理、機器視覺、工業檢測、光譜學和螢光生物醫學成像都可用於創建量子點光電探測器（QDP）。

光催化劑

量子點還可以用作光催化劑，在光驅動下將水轉化為氫氣，這是獲得太陽能燃料的途徑。由於帶隙刺激而在點中產生的電子空穴對在光催化中驅動周圍液體中的氧化還原反應。一般來說，點的光催化活性與粒徑和量子約束成正比。 這是因為 帶隙會影響存儲在點的激發態下的化學能。量子點表面活性劑的存在阻礙了它們在光催化中的應用。這些表面活性劑（或配體）通過減緩傳質和電子轉移過程來破壞點的化學反應性。此外，在氧化條件下，由金屬硫族化物形成的量子點在化學上不穩定並經歷光腐蝕過程。

理論

從理論上講，量子點被描述為點狀或零維（0D）物體。它們的大部分品質由用於製造量子點的尺寸，形狀和材料決定，一般來說，量子點具有與形成它們的散裝材料不同的熱力學特性。熔點窪地就是這些影響之一。Mie散射理論準確地描述了球形金屬量子點的光學特性。

半導體中的量子約束

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在量子點中，D限制了電子波函數。這裡可以看到矩形和三角形的量子點。矩形點具有更多的s型和p型能級。然而，由於約束對稱性，三角形點中的波函數是混亂的。（點擊此處可觀看動畫。

激子被壓在半導體微晶中，其大小小於其激子玻爾半徑的兩倍，導致量子限制。然後可以使用盒子模型中的粒子來預測能級，其中狀態能量與盒子的長度成正比。通過將量子點的大小與電子和空穴波函數的玻爾半徑進行比較，可以確定三種狀態。強約束制度被定義為量子點半徑小於電子和空穴玻爾半徑，當量子點大於兩者時，給出弱約束。對於電子和空穴半徑明顯不同的半導體，存在中間約束制度，其中量子點的半徑大於一個電荷載流子（通常是空穴）的玻爾半徑，但不包括另一個電荷載流子。

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由於量子限制效應，小量子點的能級分裂。水平軸是量子點的半徑或大小，b*是激子玻爾半徑。

帶隙能量

隨著能量水準的分裂，在強約束狀態下，帶隙可以縮小。激子玻爾半徑可以按如下方式計算：

{\displaystyle a_{\rm {B}}^{*}=\varepsilon _{\rm {r}}\left({\frac {m}{\mu }}\right)a_{\rm {B}}}

其中B= 0.053 nm 是玻爾半徑，m 是品質，μ是減少的品質，εr 是尺寸相關的介電常數（相對介電常數）。這導致總發射能量（強約束狀態中較小帶隙中的能級之和大於弱約束狀態中原始能隙中原始能級的能量水準）和各種波長的發射的增加。如果量子點的尺寸分佈不夠峰值，則將多個發射波長的捲積作為連續光譜進行觀察。

禁閉能量

框中的粒子可用於對激子實體進行建模。在玻爾模型中，電子和空穴表示為氫，氫核被 正電荷和負電子品質的空穴取代。因此，激子的能級可以表示為地面（n = 1）盒子中粒子的解，其品質被降低的品質所取代。因此，激子的束縛能量可以通過調整量子點的大小來調節。

束縛激子能

庫侖吸引力存在於帶負電的電子和帶正電的空穴之間。吸引力中涉及的負能量與Rydberg能量有關，並且與半導體尺寸相關的介電常數的平方成反比。當半導體晶體的尺寸小於激子玻爾半徑時，必須改變庫侖相互作用以適應條件。

因此，這些能量的總和可以表示為：

{\displaystyle {\begin{aligned}E_{\textrm {confinement}}&={\frac {\hbar ^{2}\pi ^{2}}{2a^{2}}}\left({\frac {1}{m_{\rm {e}}}}+{\frac {1}{m_{h}}}\right)={\frac {\hbar ^{2}\pi ^{2}}{2\mu a^{2}}}\\E_{\textrm {exciton}}&=-{\frac {1}{\epsilon _{\rm {r}}^{2}}}{\frac {\mu }{m_{\rm {e}}}}R_{y}=-R_{y}^{*}\\E&=E_{\textrm {bandgap}}+E_{\textrm {confinement}}+E_{\textrm {exciton}}\\&=E_{\textrm {bandgap}}+{\frac {\hbar ^{2}\pi ^{2}}{2\mu a^{2}}}-R_{y}^{*}\end{aligned}}}

其中μ是還原品質，a是量子點的半徑，me是自由電子品質，m h是空穴品質，ε r是尺寸相關的介電常數。

儘管 上述方程是用簡化的假設開發的，但它們意味著量子點的電躍遷將隨其大小而變化。 只有在臨界尺寸以下，這些量子限制效應才會變得可見。對於較大的粒子，不存在這種效應。量子限制對量子點的這種影響已經過無數次的實驗驗證。

當需要不受漸近近似限制的結論時，也可以從數值上探索受限載流子之間的庫侖相互作用。

除了所有三維空間的限制（即量子點）之外，其他量子約束半導體還包括：

量子線，它將電子或空穴限制在二維空間中，同時允許在第三維空間中自由移動。

量子阱是二維結構，在一個維度上包含電子或空穴，同時允許在另一個維度上自由傳播。

模型

有許多理論框架可用於類比量子點的光學，電氣和結構特徵。這些被分類為量子力學，半經典和經典。

量子力學

電子與偽勢或隨機矩陣的相互作用經常用於量子力學模型和量子點的類比。

半經典

化學勢通常包含在量子點的半經典模型中。例如，N粒子系統的熱力學化學勢由下式給出：

\mu (N)=E(N)-E(N-1)

其能量項可以作為薛定諤方程的解獲得。電容的定義，

{1 \over C}\equiv {\Delta \,V \over \Delta \,Q} ,

具有電位差異

{\displaystyle \Delta \,V={\Delta \,\mu \, \over e}={\mu (N+\Delta \,N)-\mu (N) \over e}}

可以通過添加或刪除單個電子來應用於量子點

\Delta \,N=1 和。 \Delta \,Q=e

然後

C(N)={e^{2} \over \mu (N+1)-\mu (N)}={e^{2} \over I(N)-A(N)}

是量子點的量子電容，其中I（N）表示電離電位，A（N）表示N粒子系統的電子親和力 。

經典力學

量子點中電子靜電特性的經典模型類似於在單位球體上以最佳方式分散電子的湯姆遜問題。

限制在球形量子點的電子以類似於它們在湯姆遜中處理的方式經典地進行靜電處理，

二維和三維量子點在經典處理時都表現出電子殼層填充行為。對於二維量子點，已經描述了「經典人造原子的週期表」。。

歷史

量子點這個術語是在1986年創造的。

{第1章完結}

See also

Paul Alivisatos

Uri Banin

第2章 量子點太陽能電池

多倫多大學的薩金特小組創造了一種自旋鑄造的量子點太陽能電池。前表面上的金屬圓盤用作與下面各層的電連接器。

量子點太陽能電池（QDSC）是一種太陽能電池，其中量子點被用作吸收光伏材料。它試圖取代散裝材料，包括矽，銅銦鎵硒（CIGS）和碲化鎘（CdTe）。 量子點的帶隙可以通過調整其大小在廣泛的能級範圍內進行調整。散裝物料中的帶隙由所用物質決定。由於這一特性，量子點對多結太陽能電池具有吸引力，多結太陽能電池使用一系列材料通過收集太陽光譜的多個區域來提高效率。

截至2021年，效率超過18.1%。

背景

太陽能電池概念

在傳統的太陽能電池中，光被半導體吸收，產生電子 - 空穴（e-h）對;該對可能被束縛，被稱為激子。該對由內部電化學勢（存在於p-n結或肖特基二極管中）隔開，由此產生的電子和空穴流動產生電流。內部電化學電勢是通過用充當電子供體的原子摻雜半導體介面的一部分（n型摻雜）和另一部分與電子受體（p型摻雜）進行摻雜而產生的，從而產生p-n結。e-h對的產生要求光子的能量超過材料的帶隙。實際上，能量低於帶隙的光子不會被吸收，而那些能量較高的光子可以迅速（在大約¹⁰-¹³ 秒內）熱化到能帶邊緣，從而降低輸出。前者的限制會降低電流，而熱化會降低電壓。因此，半導體單元在電壓和電流之間需要權衡（通過使用多結實現可以部分緩解）。詳細的平衡計算表明，如果太陽能電池使用具有1.34 eV理想帶隙的單一材料，則此效率不能超過33%。

矽主導市場的眾多原因之一是，理想單結電池的帶隙（1.34 eV）接近矽（1.1 eV）。然而，矽的效率被限制在大約30%（肖克利-奎瑟極限）。單結單元可以通過垂直堆疊具有不同帶隙的單元來改進 - 一種串聯或多結技術。根據相同的計算，兩層電池的一層應調諧至1.64 eV，另一層調諧至0.94 eV，理論性能為44%。效率為48%的三層電池應調諧至1.83，1.16和0.71 eV。從理論上講，「無窮大層」電池的效率為86%，其餘的由各種熱力學損失機制組成。

由於缺乏帶隙可調性，傳統的（晶體）矽生產程序不適合這種策略。非晶矽薄膜由於晶體動量維持要求的放寬而產生直接帶隙和碳混合，可以調整帶隙，但其他困難使它們無法與標準電池的性能相匹配。大多數串聯電池系統都是用高性能半導體構建的，最著名的的是砷化銦鎵（InGaAs）。 三層InGaAs/GaAs/InGaP電池（帶隙0.94 / 1.42 / 1.89 eV）創下了42.3%的實驗效率記錄。

然而，QDSC的吸收性較差，在環境溫度下光吸收的貢獻可以忽略不計。這個問題可以使用多分支的Au奈米星來解決

量子點

量子點是半導體粒子，已經縮小到小於激子玻爾半徑的大小，並且由於量子力學的考慮，它們內部可能存在的電子能量變得有限， 類似於 原子中的能量。量子點被稱為「人造原子」。。這些能級可以通過改變其大小來調整，這定義了帶隙。這些點可以生長成各種尺寸，使它們能夠傳達廣泛的帶隙，而無需修改底層材料或製造方法。在濕化學製劑中，通常通過改變合成持續時間或溫度來實現調諧。

由於量子點能夠控制帶隙，因此它們對太陽能電池具有吸引力。太陽光子分佈光譜的肖克利-奎瑟 極限表明，最大的太陽轉換效率發生在帶隙為1.34 eV的材料中。另一方面，具有較低帶隙的材料將更適合從低能光子發電（反之亦然）。硫化鉛（PbS）膠體量子點（CQD）的單結實現具有可以調節到遠紅外的帶隙，這通常對普通太陽能電池具有挑戰性。到達地球的太陽能中有一半 是紅外的， 其中大部分 位於近紅外區域。紅外能量與量子點太陽能電池的任何其他能量一樣容易獲得。

此外，CQD易於合成和製備。它們在整個生產過程中可以很容易地處理，同時懸浮在膠體液體中，所需的最複雜的設備是 通風口。CQD通常小批量生產，但它們也可以批量生產。這些點可以通過手動或自動旋轉塗層在基板上展開。噴塗或捲筒印刷技術可以大規模使用，大大降低了模塊構建成本。

生產

早期的例子依賴於昂貴的分子束外延方法。然而，晶格不匹配會導致應變積累，從而產生缺陷，從而限制了堆疊層的數量。液滴外延生長過程證明瞭其在製造無應變量子點中的優勢。隨後，開發了更便宜的製造技術。使用濕化學（用於CQD）和隨後的溶液處理。濃縮納米顆粒溶液中的長烴配體使納米晶體懸浮在溶液中。

這些溶液被澆鑄成固體，並且長的穩定配體被 短鏈 交聯劑取代。化學修飾納米晶表面可以改善鈍化並消除有害的陷阱狀態，這些狀態會通過載流子重組限制器件性能。這種方法產生7.0%的效率。

最近的一項研究調整了不同配體的相對條帶對齊，以獲得不同的功能，從而將性能提高8.6%。這些細胞在室溫下在空氣中進行溶液處理，並在沒有封裝的情況下表現出超過150天的空氣穩定性。

使用碘化物作為與氧無關的配體是在2014年首次引入的。這保持了穩定的n型和p型層，提高了吸收效率，並導致高達8%的功率轉換效率。

歷史

Burnham和Duggan於1989年首次提出使用量子點 作為提高效率的手段 。對量子點或當時被稱為「井」的研究還處於起步階段，早期的標本很少。

DSSC的努力

另一種現代電池設計是染料敏化太陽能電池或DSSC。DSSC使用海綿狀的TiO2層作為半導體閥以及機械支撐結構。在施工過程中，海綿中充滿了有機染料，通常是釕 - 聚吡啶，其在光激發時將電子注入二氧化鈦中。這種染料相對昂貴，釕是一種稀有金屬。

使用量子點作為分子染料的替代品從DSSC研究的早期就被考慮在內。調整帶隙的能力使設計人員能夠為電池的其他部分選擇更多種類的材料。來自多倫多大學和洛桑聯邦理工學院的合作小組開發了一種基於直接與量子點薄膜接觸的後電極的設計，消除了電解質並形成耗盡的異質結。這些電池的效率達到7.0%，優於最好的固態DSSC器件，但低於基於液體電解質的器件。

多結

傳統上，多結太陽能電池由各種半導體材料構成。由於每種材料都有不同的帶隙，因此每種材料的p-n結將針對特定的入射波長的光進行調諧。使用各種材料可以實現更寬波長範圍的吸光度，從而提高電池的電轉換效率。

然而，由於使用多種材料，多結太陽能電池對於許多實際應用來說過於昂貴。由於量子點的帶隙可以通過改變粒子半徑來控制，因此可以通過組合各種尺寸的量子點半導體（因此具有不同的帶隙）來創建多結單元。使用相同的材料可以降低生產成本，並且可以利用量子點改進的吸收光譜來提高短路電流和整體電池效率。

碲化鎘（CdTe）是一種用於吸收不同頻率的細胞的材料。這些晶體的膠體分散體被旋鑄到導電聚合物灌封基板上，例如薄載玻片。雖然這些細胞沒有使用量子點，但它們確實與它們具有幾個共同的特徵，例如自旋鑄造和使用薄膜導體。量子點比低生產規模的大規模生產納米晶體更昂貴，而鎘和碲化物是不常見且非常危險的金屬，價格波動。

薩金特集團[誰？] 使用硫化鉛作為紅外敏感電子供體來生產創紀錄的IR太陽能電池。旋鑄可以大大降低成本，從而構建「串聯」電池。最初的電池使用金基板作為電極，儘管鎳同樣有效。

熱載體捕獲

從單帶隙材料發射時捕獲電子中的多餘能量是提高效率的另一種技術。在典型的材料中，例如矽，發射點和收穫它們的電極之間的距離太大;電子將與晶體材料和晶格相互作用，放棄這些多餘的能量作為熱量。作為一種替代方案，考慮了非晶薄膜矽，但是這些材料固有的缺陷超過了它們的潛在好處。然而，現代薄膜電池的效率低於傳統的矽電池。

納米結構供體可以澆鑄成均勻的薄膜，避免缺陷問題。與量子點相關的其他問題，如電阻率和保溫率，將適用於這些。

多個激子

Shockley-Queisser極限確定單層光伏電池的最大效率為33.7%，其基於假設每個入射光子只能產生一個電子 - 空穴對（激子）。多激子生成（MEG）是一種激子弛豫途徑，允許每個輸入高能光子合成兩個或多個激子。這種額外的能量在典型的光伏發電中作為晶格振動（電子 - 聲子耦合）損失到塊狀材料中。當這種額外的能量被傳輸以在帶隙上激發更多的電子時，會發生MEG，在那裡它們可能有助於短路電流密度。

量子點內的量子限制促進了庫侖相互作用，從而驅動了MEG過程。這種效應還減慢了電子 - 聲子耦合的速率，這是體半導體中最常見的激子弛豫機制。由於聲子瓶頸降低了熱載流子冷卻的速率，激子可以追求交替的弛豫 路徑，使MEG在量子點太陽能電池中佔主導地位。MEG的速率可以通過修改量子點材料和幾何形狀以及定製量子點配體化學來調整。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室在2004年提出了光譜證據，證明單個強烈的光子可以在量子點中有效地產生多個激子。捕獲它們將使它們吸收陽光中的更多能量。量子點在這種策略中被調整，稱為「載流子倍增」（CM）或「多激子發生」（MEG），以降低能量釋放許多電子 - 空穴對，而不是在高能量下釋放一對電子 - 空穴對。這通過增加光電流來提高效率。LANL的點由硒化鉛組成。

使用DCCS電池，懷俄明大學在2010年表現出可比的性能。當進入的光子具有大約三倍的帶隙能量時，鉛硫（PbS）點顯示出雙電子噴射。

NREL於2005年在量子點中開發了MEG，每個光子產生三個電子，理論效率達到65%。他們在2007年取得了可比的矽成果。

非氧化性

2014年，多倫多大學的研究人員創造並展示了一種利用PbS的CQD n型電池，這種電池經過特殊處理，使其不與氧氣結合。該電池的效率達到8%，略低於目前的QD效率記錄。未包衣的「噴塗」細胞由這些細胞實現。另一方面，這些空氣穩定的n型CQD是在無氧環境中產生的。

麻省理工學院的另一個研究小組在2014年創造了 空氣穩定的 ZnO/PbS 太陽能電池，獲得了8.55%的記錄效率（在實驗室中為9.2%），因為它們很好地吸收了光，同時也為電池邊緣的集電極提供了電荷。這些電池在量子點太陽能電池中表現出出色的空氣穩定性，在空氣儲存超過150天后，性能保持不變。

市場介紹

商業供應商

儘管 量子點太陽能電池在經濟上還不能大規模可行，但一些小型商業供應商已經開始銷售量子點光伏產品。量子點光伏已被投資者和金融分析師確定為太陽能行業的關鍵未來技術。

Quantum Materials Corp.（QMC）及其子公司Solterra Renewable Technologies正在製造用於太陽能和照明應用的量子點和納米材料。QMC希望通過其獲得專利的鈣鈦礦量子點連續流動生產工藝來降低量子點太陽能電池的生產成本，並將其納米材料應用於其他發展中行業，其專利的鈣鈦礦量子點連續流生產技術。

QD Solar使用量子點的可配置帶隙來構建多結太陽能電池。QD Solar建議通過將高效的矽太陽能電池與由量子點構建的紅外太陽能電池合併來收集更多的太陽能光譜。QD Solar的無機量子點採用高通量和低成本技術生產，並且比聚合物納米材料更具有光穩定性和空氣穩定性。

UbiQD正在研究使用量子點作為螢光團的光伏視窗。他們創造了一種採用近紅外量子點的發光太陽能聚光器（LSC），其價格比現有選項更便宜，危害更小。 UbiQD打算生產半透明的窗戶，將被動式建築轉化為能源發電機組，同時減少熱量增加。

在華沙證券交易所上市的BIPV製造商ML System S.A.計劃在2020年至2021年期間開始批量生產其QuantumGlass產品。

安全問題

許多重金屬量子點半導體（鉛/鎘硫族化物，如PbSe，CdSe）可能是危險的，必須封裝在耐用的聚合物外殼中以避免暴露。由於其安全性和豐富性，已經研究了AgBiS2奈米晶體等無毒量子點材料;基於這些材料的太陽能電池實驗表現出可比的轉換效率和短路電流密度。另一種無毒的半導體化合物是UbiQD 的CuInSe2-X 量子點材料。

{第2章完結}

Moungi Bawendi

Cadmium-free quantum dot

Carbon quantum dots

Core–shell semiconductor nanocrystal

Langmuir-Blodgett film

Nanocrystal solar cell

Shuming Nie

Quantum dot laser

Quantum dot single-photon source

Quantum point contact

Mark Reed (physicist)

Superatom

Trojan wave