什麼是量子點？
量子點（QDS）是人造納米級晶體，其可以運輸電子。當UV光擊中這些半導體納米顆粒時，它們可以發出各種顏色的光。這些人造半導體納米顆粒在複合材料，太陽能電池和熒光生物標記中發現了應用。
半導體納米粒子 - 量子點 - 在20世紀70年代理論化，最初在20世紀80年代初創造。如果使半導體顆粒足夠小，則量子效應進入播放，這限製了電子和孔的能量（沒有電子）可以存在於顆粒中。隨著能量與波長（或顏色）有關，這意味著可以根據其尺寸整精調顆粒的光學性質。因此，隻需通過控製其尺寸，可以使顆粒發射或吸收光的特定波長（顏色）。
量子點是納米級人製成的晶體，具有將光譜轉換為不同顏色的光譜。每個點根據其尺寸發出不同的顏色。（圖片：RNGS Reuters / Nanosys）
量子點是人造納米結構，其可以具有許多不同的性質，這取決於它們的材料和形狀。例如，由於它們的特定電子特性，它們可以用作單電子晶體管中的活性材料。
量子點的性質不僅由其尺寸決定，而且僅通過其形狀，組成和結構確定，例如，如果它是固體或中空的。一種可靠的製造技術，即利用量子點的性能 - 在催化作用，電子，光子學，信息存儲，成像，醫學或傳感等領域的廣泛應用數量廣泛，需要能夠攪拌大量根據恰恰相同生產每批的納米晶體。
因為某些生物分子能夠進行分子識別和自組裝，所以納米晶體也可以成為自組裝功能納米型的重要構建塊。
QD的原子樣能狀態還有助於特殊的光學性質，例如熒光的粒度依賴性波長;一種用於製造用於生物和醫學成像的光學探針的效果。
到目前為止，在生物分析和Biolabeling中使用的是膠體QD的最廣泛的應用。雖然第一代量子點已經指出了它們的潛力，但它需要很多努力來改善含鹽溶液中的膠體穩定性。最初，量子點已被用於非常人工環境中，並且這些顆粒將在“真實”樣本中簡單地沉澱，例如血液。這些問題已經解決，並且QDS發現真實應用中的許多使用。
瓶子量子點產生鮮豔的色彩。例如，基於鎘的量子點顯示純，高度特異性的綠色響應。（圖片：NASA）
量子點發現複合材料中的應用，太陽能電池（Grätzel細胞）和熒光生物標記（例如追蹤生物分子），其使用小的粒度和可調能級。
化學的進展導致製備單層保護，高質量的單分散，直徑小至2nm的晶體量子點，可以方便地處理和加工作為典型的化學試劑。
Quantum Dots在醫學中
量子點使研究人員能夠在單一分子的水平上學習細胞過程，並且可以顯著改善癌症等疾病的診斷和治療。QDS在高分辨率蜂窩成像中用作有源傳感器元件，其中熒光量子點的性質在與分析物反應時改變，或者在被動標簽探針中改變，其中諸如抗體的選擇性受體分子已經與點的表麵綴合。
量子點可以徹底改變藥物。不幸的是，大多數是有毒的。具有諷刺意味的是，QD中的QDIOM（如鎘，良好的人類毒物和致癌物）存在重金屬的存在，尤其是對於未來的醫學應用，QDOTS刻錄物造成潛在的危險。
由於使用納米材料進行生物醫學應用，因此必須解決環境汙染和毒性，並且無毒和生物相容性納米材料的發展成為一個重要問題。
光伏中的量子點
使用量子點來製造太陽能電池的吸引力在於其他方法的幾個優點：它們可以在節能室溫過程中製造;它們可以由豐富，廉價的材料製成，不需要大量淨化，因為矽確實如此;它們可以應用於各種廉價甚至柔性的基板材料，例如輕質塑料。
雖然使用量子點作為太陽能電池的基礎不是一個新的想法，但是嚐試使光伏器件尚未實現足夠高的效率在將陽光轉換為電力。
一個有希望的路線量子點太陽能電池是一種半導體墨水，其目的是在單個沉積步驟中能夠使大區域的太陽能電池基板塗覆，從而消除了前一層逐層方法所需的幾十個沉積步驟。
石墨烯量子點
因此，石墨烯基本上是碳納米管的展開平麵形式，因此已成為納米級電子的極其有趣的候選材料。研究人員表明，可以雕刻出來來自單個石墨烯晶體的納米級晶體管（即石墨烯量子點）。與所有其他已知材料不同，石墨烯即使將其切成一個納米寬的裝置也仍然高度穩定和導電。
量子點從石墨烯片雕刻。（圖片：曼徹斯特大學介紹物理集團）
Graphene量子點（GQDS）也顯示出光電子，光伏，生物傳感和生物成像領域的巨大潛力，由於它們獨特的光致發光（PL）性質，包括優異的生物相容性，低毒性和對光漂白和光照的高穩定性。
科學家們仍在努力尋找高效和普遍的方法GQDS的合成具有高穩定性，可控表麵性能和可調諧的PL發射波長。
Perovskite量子點
發光量子點（LQDS）具有高光致發光量子產量，柔性發光顏色控製和溶液加工性，對照明係統（無紫外線和紅外線照射的暖白光）和高質量顯示器有前途。
然而，LQDS的商業化已被其生產的高成本恢複。目前，LQD由HI方法製備，需要高溫和繁瑣的表麵處理，以改善光學性質和穩定性。
雖然最近僅開發了無機鹵化物Perovskite量子圓點在許多領域中，係統表現出比傳統的QDS比傳統的QD相當更好的表現。
通過準備高輻射無機鈣鈦礦量子點（IPQDS）在室溫下，IPQDS的卓越光學優點可能導致照明和顯示器的有希望的應用。
Quantum Dot TVS和顯示器
現在最常見的量子點使用量可以是電視屏幕。三星和LG於2015年推出了QLED電視，其他一些公司隨後不久。