作者vincent0719 (嘻哈鬼)
看板CSMU-AC92
标题量子点大降价
时间Tue May 23 02:31:20 2006
新出炉的量子点制程,让造价大为降低。
所谓的量子点,指的是半导体材料所制成的萤光奈米颗粒。
这些量子点发光的颜色会随着颗粒的大小而改变,当颗粒越小,
颜色便会越趋近於光谱的蓝色端。附图
http://0rz.net/c51oe
量子点的可能应用包括雷射、色板以及生物造影。但由於量子点的造价昂贵,
因此在过去缺乏商业上的应用潜力。它一公克的造价就至少要2000美元,
主要原因是制程中所需要的溶剂十分昂贵。现在,美国莱斯大学的研究团队发现,
就算使用价钱远为低廉的溶剂,量子点仍旧能够维持同样品质,
因而大大削减了材料成本。此外,他们亦了解到溶剂性质如何影响量子点的形成,
如此对於量产系统的建置将会有很大的助益。
事实上,就是因为希望向上提升现有的合成方法,莱斯大学的化学家
黄思能(Michael S. Wong)及同事才会投入这个降低成本的技术研发。
他们对於硒化镉量子点特别有兴趣,这是目前研究得最多的量子点之一。
目前,制造硒化镉量子点最常用的配方,也有10年的历史了,
它必须在特殊的溶剂中,将热前趋化学物质加热到250℃左右。
研究人员很快就发现,标准配方的价格实在太高了,而其中90%的成本
来自於其溶剂十八烯(octadecene)。於是他们开始翻阅文献,
希望找出让十八烯如此特别的原因。例如,它是一种长链式的碳氢化合物,
因此能够和配方中另一种成份(油酸)相容。但在经过大规模的查阅之後,
他们认为分子结构或许不占有那麽重要的因素。
那麽,到底原因在哪里?
很明显,这种新溶剂必须有高沸点、抗分解的特性,而且要比十八烯便宜。
有一种热转移流体(heat-transfer fluid)不但符合这三样条件,
而且也是化学家熟悉的。然而,热转移流体既不做为清洁用品,
也不会纯粹当做溶剂使用。还好,这对量子点的制造不构成问题。
於是,这个团队便开始在两种液体中制造量子点:陶氏热媒A(Dowtherm A)
以及氢化三联苯66(Therminol 66)。可以确定的是,量子点形成了,
而且就跟传统昂贵的十八烯溶剂所制造出来的一样。黄思能回忆道:
「我们非常兴奋。」以较为便宜的陶氏热媒A来制造,能够省去80%的成本。
而在同样的溶剂中,他们现在还制造出硒化镉以外其他成份的量子点。
新制造出的量子点比十八烯的量子点稍微小一点。经过一番研究之後,
研究人员提出了一套数学模型来说明这项改变。这套模型预测,
量子点的生长率和下列三项特性有关:溶剂的黏稠度、硒化镉的溶解度,
以及表面自由能(它与量子点表面在溶剂中的稳定性有关)。
量子点的产量还是不大,这个研究团队每一批只能制造出20毫克。
如果要拿来实际应用,每批的制造量应该要能够以公克来计算会比较适合。
但是黄思能说:「下一步就是要架设一个连续流体系统,
来制造以公斤计的量子点。」由於量子点的化学十分艰涩,
「我们必须晓得该如何精确的控制反应过程,因此我们的数学模型是个好的出发点。」
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