热点应用丨2023年诺贝尔化学奖：量子点！
2023年，诺贝尔化学奖授予了Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus和Alexei I. Ekimov，以表彰他们发现和合成量子点。
量子点是非常小的粒子（通常大小为 1.5-10 nm），与较大的粒子相比，它们具有不同的光学和电子特性。例如，它们对光的吸收和发射因尺寸而异，导致材料颜色不同。自 1980 年代发现以来，它们的独特特性已被用于各种应用，例如光伏、LED 和显示器以及生物成像。
图 1：量子点可以根据其大小表现出不同的电学性质，例如带隙和光致发光发射波长。
我们对于量子点被认可感到高兴，因为这是我们许多研究人员的关键研究领域。借此，本文将简单介绍量子点在光谱学以及其在显示材料以及生物医学成像中的应用。
量子点光谱学
1
单分子光谱
测量单分子光谱相较于传统的集群光谱能够观测到难以观测的现象和性质，除此之外能够避免集群中粒子的形貌尺寸等因素带来的影响，最终有助于在分子层面上研究量子点的发光行为。
J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1, 179–187
2
时间分辨光谱
时间分辨光谱主要是用于分析量子点激发态的弛豫过程以及相关的动力学表现。与PLQY数据相分析可获得物质的辐射以及非辐射跃迁的过程，除此之外也可以通过其数据研究能量转移等过程。
Nature 515, 96–99 (2014)
3
低温光谱
由于分子轨道的相互作用，量子点不同的能级表现的不同的激发态的性质也不相同，在常温情况下，量子点的光致发光光谱表现的是不同的能级的综合结果，并且，随着温度的升高，由于电子-声子的相互作用，这种表现会变的更加不明显，所以利用低温光谱（≤10 K），可有效排除电子-声子相互作用，从而研究精细能级以及激发态过程。
Appl. Phys. Lett. 116, 151902 (2020)
应用①：显示材料
量子点具有独特的光学特性，包括尺寸可控，可调发射波长、窄发射光谱、高发光效率。所有这些的特性使量子点成为开发下一代显示技术的绝佳候选材料。基于量子点的发光二极管与传统的 LED 和有机发光二极管相比，在色彩纯度、稳定性和生产成本方面具有许多优势，所以，近年来取得了稳步进展。
Nature 612, 679–684 (2022)
应用②：生物医学成像
量子点（QDs）在物理学和化学中具有许多独特的性质。包括尺寸可调的荧光发射、高光致发光（PL）亮度、易于表面功能化以及光化学/物理稳定性。基于这些优势特性，QDs 已被广泛应用于生物医学成像领域。
J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 6, 2601–2607
总结
爱丁堡稳态瞬态荧光光谱仪可对量子点进行稳态，瞬态，以及量子效率（均可实现变温）的综合研究，有助于系统性的研究结构-性能关系。
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