南理工研制無機鈣鈦礦量子點新材料突破技術瓶頸

中國粉體網訊  日前，南京理工大學曾海波團隊在量子點顯示研究方面取得了重要進展，相關的研究成果發表在國際頂級雜志雜志《先進功能材料》上，這一成果克服了量子點技術發展的關鍵瓶頸，將大力推動我國的量子點技術自主研究進程，并即將進入產業化階段。

    近年來，提高顯示清晰度、使得柔性顯示實用化已成為了全球顯示技術重點發展的兩大技術趨勢。世界顯示行業發展經歷了電子管時代，目前正處在液晶顯示時代，即將進入第三次技術革命，現在正處在下一輪革命的前夜，每個國家都積極進行新材料研發，爭取搶占顯示技術制高點。據在讀博士生李曉明介紹，代表未來主流顯示技術的核心部件白光LED的發光原理是將藍光LED芯片發出的藍光照在熒光粉上產生白光。之前廣泛使用的熒光粉含有稀土，但是稀土資源是戰略資源，成本高且不能過多采用。而且這種熒光粉發出的光缺少自然光中的紅光部分。人工光源追求的是接近太陽光的光線，即由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫復合成的白光，這種光線對人體來說才是最舒適的。熒光量子點的顯示技術能覆蓋七種有色光、使用壽命長、高效節能，被認為是顯示技術領域的新一輪革命。目前廣泛應用的熒光量子點有硒化鎘、磷化銦等。但鎘毒性非常大，歐盟已經出臺了相關禁令限制使用。而磷化銦中的銦比稀土更加珍貴，地球上已探明的銦使用期限已不足十年。而且這兩種材料的合成技術被美國、德國等歐美國家壟斷，成本非常高。因此，發展有自主產權、無鎘、高品質的新型量子點既是顯示領域的關鍵科學問題，也是我國量子點顯示工業化發展的關鍵技術問題。

    此次南理工合成的新材料為無機鈣鈦礦量子點。曾海波教授團隊發明的合成方法，在室溫常壓下就能完成，操作簡便，其來源是無機鹽，普通礦石中就可以提取得到。相比之下，硒化鎘和磷化銦等需要在高溫無水無氧的條件下合成，對量產造成很大挑戰，而其原材料成本更是新材料的三倍以上。新材料的優勢還在于通過元素成分調控就能產生不同顏色的熒光，技術操作簡易。而硒化鎘和磷化銦需要通過納米級別上精確的尺寸控制才能實現熒光色彩控制，技術要求極高。而且這種新材料可以和代表第二代技術的液晶生產線兼容，在實際生產中，可以加入原先液晶生產線，這樣將大大降低新產品成本。尤其在這樣一個從中國制造向中國創造轉型的關鍵時期，新材料的這種兼容性將最大程度地利用我國廣大現成生產線，以最快速度、最高效率實行量產，將新老技術換代的成本降到最低。

    目前團隊已經合成出新材料樣品，并做出了量子點復合熒光薄膜和燈珠，申請了一系列國家發明專利技術。

    據研究所所長曾海波教授介紹，這種新材料已經進入產業化進程。研究所正在和國內顯示器行業龍頭老大京東方科技集團股份有限公司合作，申報國家的中國制造2025項目中的關鍵性先進電子材料重點專項中的新興顯示專項。