量子点发光的物理过程是什么

① 量子点的荧光发光机理是什么

其实.....基本上所有的物质都能受激发光的, 只是大部分都不在可见光范围内, 而且也很弱. 量子点可以通过尺寸大小调节它的能带结构, 到一定范围了, 它受激发出的光刚好在可见光范围内, 当然被制备量子点的材料, 很多本身就具有荧光性质, 做成量子点只是要调节下发光效率和谱频位置而已.

② 量子点、量子点发光、量子点屏幕究竟是什么

最近看论文的时候看到了一篇用QLED做发光柔性皮肤的，但是这个QLED是什么我就不清楚了，让老夫来搜索一波

一般情况下，粒径小于10nm的半导体纳米晶被称之为量子点。
这个时候就需要提到量子限域效应了，激子束缚能的唯一变量是量子点的半径R，所以，带隙的能量和半径成反比关系。其强弱可以通过玻尔激子半径（电子空穴的距离）来判断，即：

在体相材料中，电子和空穴的距离很远，束缚能很小，当粒径减小而电子和空穴的波函数交叠部分增加时，束缚能随之增大，带隙变宽。
激子玻尔半径可以作为临界值判断量子限域效应。当量子点半径R接近或小于R B 时，电子和空穴的运动在空间上受到量子点维数的限制，导致量子点内部电子的运动状态处于体相分子和单独分子的中间态，能级的状态由连续转变为离散。此时激子跃迁能随尺寸减小而增加，吸收和发光峰位蓝移。
因此，调节量子点尺寸可以调节发光的波长。 [1]

适当频率的激光入射半导体材料，由于带间吸收及其他吸收过程而激发到半导体能带或局部能级中的载流子会跃迁回基态引起符合。电子从高能级向低能级跃迁回自发辐射光子，这种吸收外界光子后又重新辐射出光子的过程位光致发光。 [2]

量子点的光致发光主要来自于荧光辐射。
（辐射符合常有带间本政府和、深缺陷能级符合、激子符合）

因此光致发光测量技术可以通过一定波长的光激发照射量子点材料，通过单色仪和光电探测器收集分析，得到不同波长的荧光强度分布，即为PL谱
通过测量样品的荧光光强随激发光波长变化而获得的光谱则是PLE谱
半导体材料在停止照射时，荧光不会立即消失，而是逐渐衰减，TRPL谱变是观察物理或化学瞬态过程并分析时间的谱。

国际上对电致发光量子点（QLED）的真正定义是Quantum Dot Light Emitting Diodes，即量子点发光二极管，或量子电自发光显示。严格意义上终极版本的QLED是不需要额外光源的自发光技术，其发光原理和结构更加简单，量子点层夹在电子传输和空穴传输有机材料层之间，外加电场使电子和空穴移动到量子点层中，它们在这里被捕获到量子点层并且重组，从而发射光子。 [4]

但是目前而言这种自发光很难实现，也因此并没有真正意义上的自发光QLED。
开头提到的看的那个量子点发光皮肤的文献倒是尝试着使用电致发光的量子点来进行应用，看上去效果还不错，能够实现微纹理的光学转化。

就像是三星的AMOLED屏幕是用OLED为单元做成的屏幕。量子点屏幕，自然就是发光材料使用量子点的屏幕。
量子点屏幕的结构比较简单，就是很多层堆起来，然后有比如蓝光LED先照射它使它激活，然后它再去发出其他颜色的光。

不过这些电视背光仍然是需要提供一个光源来激活量子点发光，其效果也就是色域上进行了优化。
如果某天QLED能过实现电致发光，自发光显示技术才真正的到来。

[1]尹文旭. 二硫化钨/二硫化钼半导体量子点的制备及光电器件研究[D].吉林大学,2019.
[2]王颖. Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点和量子阱复合结构纳米材料光学特性研究[D].北京交通大学,2019.
[3]知乎的众多答案
[4]量子点从光致背光到电致自发光要走十年, https://www.jiemian.com/article/1207583.html

③ 背光源采量子点技术是什么

现在，QD Vision公司——一家由麻省理工学院注资的公司——已经发布了一项基于量子点（quantum
dots）的技术，其相对于OLED技术更易生产，甚至能够有更高的亮度和节能特性。

上周，这家马萨诸萨州的公司宣布与大型显示设备生产商LG公司建立合作关系，共同开发利用量子点作为像素的显示器。十一月初，QD
Vision公司同时与一家比利时化学公司Solvay合作，建立了一个印制QLED显示屏的平台。

量子点是能够发光的纳米级半导体晶体，当暴露在可见光下（光致发光，photoluminescence）或电流（电致发光，Electroluminescence）时，将会发出明亮的有光谱纯色的可见光。QD
Vision公司的首个产品，是一个量子点镜片。它让LED台灯发出的普通刺眼亮光转变成柔和的光亮，依靠的正是光致发光的原理。LED台灯发出的光激发量子点时，量子点就会产生颜色。

另一家硅谷的公司Nanasys也从事量子点研究，它希望自己的量子点技术产品能在2011年初推出。Nanosys公司在液晶显示器的背光源上添加了一条量子点，以改善色彩质量和提高能效。QD
Vision公司正在开发与其相似的产品。

为了让量子点在显示器中用作主要部分，晶体需要被电子而不是光子激发。QD Vision公司首席技术官赛斯·柯伊-沙利文（Seth
Coe-Sullivan）表示：“我们长期以来一直在研究量子点的电致发光问题，现在正是将其商业应用的时候。”

他们的目标正是OLED市场。“虽然小型OLED显示屏有很好的市场潜力，”
柯伊-沙利文说，“但是，还是有很多未解决的挑战摆在OLED显示屏面前，而QLED（量子点显示）技术在我们看来，将是一个很好的解决途径。”他表示，QLED显示屏之间进行对决的最大优势正是在生产上。“虽然有很多将OLED显示屏大范围应用的提议，但没有一个奏效。”

当OLED显示屏被沉积时，需要被摹制。传统上，这一过程需要在一个叫荫罩（shadow
mask）的设备帮助下实现。但是由于OLED的化学特性，荫罩技术用在大尺寸显示屏时并不足够精确。相反，QLED不需要荫罩。它可以在一种液体溶液中悬停，这样，它就可以用任何种类的技术进行沉积，包括喷墨印刷技术。

QLED的这种物理特性，可以通过硒化镉实现，也可以通过不含镉的半导体实现。这一点，使它成为OLED的强有力替代品。

柯伊-沙利文又指出，某些OLED显示屏要通过滤色镜得到纯色，但QLED一开始就能发出纯的、明亮的颜色。不仅如此，QLED在将电子转化为光子的阶段明显优于OLED，这就意味着，量子点显示屏可以在更低的电压下工作。

“如果他们能够让电致发光技术起到作用，我们认为这对该行业来说是一件好事。”詹森·哈特莱（Jason
Hartlove）说到，他是Nanosys公司的CEO，该公司也开发电致发光量子点技术。
“我个人的观点可能和业内的一些人士的观点相左，我认为，OLED显示屏永远不可能得到完全的市场应用。将会有新的技术出现，我们希望它就是放射性量子点。”

“QLED技术仍然处于早期阶段，我认为这个技术非常有前景，我希望明年我们就能够看到全彩屏样品。”市场研究公司Display
Search的分析师詹妮弗·科勒格威（Jennifer Colegrove）说到。“

柯伊-沙利文正在犹豫是否为QLED生产设置一个固定时间线。QD
Vision公司成立后，在提高电致发光量子点的发光时长方面取得了长足发展，而这要得益于化学和工程上的调整。但目前，最好的QLED只有10000小时的寿命，这对于大型显示设备还是不够。柯伊-沙利文还表示，对于显示器开发商来说，其他挑战还包括：保证整个光谱统一的色彩表现性能，以及保证显示器其他部分不需要消耗太多能量。

柯伊-沙利文说：“QD Vision公司已经取得很大的进展，QLED即将实现巨大的商业价值，我们正向这一目标迈进。”

据美国物理学家组织网12月14日（北京时间）报道，美国、韩国和比利时的科学家将携手研发基于量子点发光二极管（QLED）的有源矩阵显示屏。与目前的显示屏相比，新显示屏在大大提高了亮度和画面鲜艳度的同时，还减少了能耗。

④ 量子点为什么会发生“闪烁”现象

在正常情况下，物质中的原子的电子处于基态，不会出现发光现象，当吸收足够能量时，核外电子才会运动到能级较高的激发态，此时电子很不稳定，会向能级较低的激发态或基态跃迁，并释放出能量，同时发出不同频率的光。在发光过程中，发光物质从外界吸收能量而被激发，然后释放能量发出反映这个物质特征波长的光。根据能量的来源可以分为物理发光（如激光器、白炽灯、X射线管、荧光等）、机械发光、化学发光（如荧光棒）、生物发光。 物质在γ射线或高能粒子作用下产生脉冲光的现象称为闪烁效应,这些物质被称为闪烁体。闪烁体又称荧光体，当其受到X射线γ射线或其他高能粒子辐照时,其中的价电子就会因受到激发而进入激发态,即由价带进入导带，当电子由导带自发跃迁返回价带时,多余的能量即以荧光的形式发射出来,从而产生荧光。 某些材料在射线（X- 射线、γ射线）或者高能量粒子的轰击作用下会发出紫外光或者可见光，即此种材料在吸收高能射线或高能粒子后会使原子或分子激发，然后通过发射可见或紫外光快速衰减，这种现象称之为闪烁效应。高能射线照射到探测器上后，闪烁材料便发出荧光，射线愈强，发出的荧光愈强。属于一种光致发光现象，光致发光最普遍的应用为日光灯。它是灯管内气体放电产生的紫外线激发管壁上的发光粉而发出可见光的。其效率约为白炽灯的5倍。夜光表中就把放射性物质和闪烁材料组合在一起，不断闪烁发光。从量子力学理论上，这一过程可以描述为物质吸收光子跃迁到较高能级的激发态后返回低能态，同时放出光子的过程。光致发光是多种形式的荧光（Fluorescence）中的一种。根据实验，单个分子中的电子跳跃到另外的电子能级会发出光子，从而显示出间歇性的荧光现象，或称为“闪烁”。物理性质发光光谱闪烁体受核辐射激发后所发射的光并不是单色的,而是一个连续带。

⑤ 量子点发光原理

量子点有一个与众不同的特性：每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。