2023年10月4日，瑞典皇家科学院宣布将2023年诺贝尔化学奖授予美国麻省理工学院的蒙吉·巴文迪（Moungi G. Bawendi）、美国纳米晶体科技公司的阿列克谢·埃基莫夫（Alexei I. Ekimov）和美国哥伦比亚大学的路易斯·布鲁斯（Louis E. Brus），以表彰他们为“发现和合成量子点”作出贡献。
量子点是一种由数百至百万个原子组成的半导体纳米晶，尺寸一般在几个纳米到几十个纳米之间。量子点具有高效稳定发光、窄发射和发光色彩可调等特性，在生物医药检测、环境监测、光伏等领域应用前景十分广泛，尤其在显示领域，被认为是极具潜力的新一代发光和光电材料。
不得不提的是，对于本届诺贝尔化学奖，中国在量子点技术的大规模产业化中也作出了不可磨灭的贡献，带动了相关技术的快速发展，也为新应用的大范围落地拉开了序幕，堪称真正的幕后英雄。
锁定诺奖，量子点技术的发现历程
量子点技术的发现可以追溯到1980年代初期，当时苏联物理学家阿列克谢·埃基莫夫在玻璃中合成了第一批量子点，并观察到了它们的尺寸相关的光学性质。
几乎同时，美国化学家路易斯·布鲁斯也在溶液中合成了第一批量子点，并发现了它们的电荷转移和电子结构。这两位科学家分别从物理和化学的角度开启了量子点研究的新篇章。
埃基莫夫是一位在固体物理领域有着深厚造诣的专家，他曾在苏联科学院物理研究所工作，并于1981年移民美国，在德州大学奥斯汀分校任教。他在玻璃中合成量子点的方法是利用离子注入技术，在玻璃中形成半导体纳米晶，并通过激光加热来控制其尺寸。他发现，当量子点的尺寸小于其玻尔半径时，其能级会发生分裂，并且随着尺寸的减小而增大。
这种现象被称为“量子限域效应”，它使得量子点具有可调节的带隙和发光波长 。
布鲁斯是一位在化学领域有着广泛影响力的先驱者，他曾在贝尔实验室工作，并于1986年加入哥伦比亚大学任教。他在溶液中合成量子点的方法是利用有机金属化合物作为前驱体，在高温下进行水热反应，生成半导体纳米晶，并通过添加配体来稳定其表面。他发现，当量子点的尺寸小于其德布罗意波长时，其电子和空穴会形成束缚态，称为“激子”。这种现象被称为“激子限域效应”，它使得量子点具有强烈的荧光发射和吸收 。
在布鲁斯的实验室中，有一位来自埃及的博士后研究员，名叫蒙吉·巴文迪。他在1989年加入布鲁斯的团队，并在1990年发表了一篇具有里程碑意义的论文，首次展示了量子点的尺寸相关的带边荧光发射性质。这篇论文引起了学术界和工业界的广泛关注，为量子点技术的应用开辟了新的可能性。巴文迪后来在1993年加入麻省理工学院任教，并继续在量子点领域取得了一系列重要的进展 。
三位获奖者分别从不同的角度和方法发现和合成了量子点，并揭示了其独特的物理化学性质，为量子点技术的发展奠定了坚实的基础。他们不仅是量子点领域的开创者，也是量子点领域的领导者，他们的研究成果和思想影响了无数后来者，包括许多中国的企业家和学者。
前景光明，量子点技术在各个领域的应用
由于量子点具有高效稳定发光、窄发射和发光色彩可调等特性，它们在各个领域都有着广泛的应用前景和挑战。例如，在生物医药检测领域，量子点可以作为荧光探针，实现单分子检测，可用于肿瘤和慢性病的早期筛查甚至治疗；
在SWIR量子点传感器领域，量子点可以作为光电转换材料，实现高灵敏度、低噪声、低功耗、低成本和高集成度的红外探测器，可用于夜视、医疗成像、环境监测等；
在光伏领域，量子点可以作为太阳能电池的活性层，实现高效率、低温度系数、多光谱吸收和柔性透明等特性，可用于建筑一体化、可穿戴设备等 。
其中最引人注目的应用领域是显示技术。
显示技术是人类获取信息和交流沟通的重要手段，也是一个巨大的市场。目前主流的显示技术有液晶显示（LCD）和有机发光二极管（OLED）两种。LCD依赖于背光源和液晶阵列来控制亮度和色彩，优势是成本低、寿命长、亮度高、功耗低；劣势是色域窄、对比度低、视角受限、厚度大。
OLED依赖于有机材料自发光，优势是色域宽、对比度高、视角广、厚度小；劣势是成本高、寿命短、亮度低、功耗高。
量子点发光二极管（QLED）是一种基于量子点的新型显示技术，它结合了LCD和OLED的优点，并同时克服了它们的缺点。
QLED有两种模式，一种是背光模式，即在LCD的背光源中加入量子点，提高色彩还原度和亮度；另一种是电致发光模式，即在电极之间夹层量子点，使其直接发光，提高对比度和视角，目前基于背光模式的QLED显示已经在市场上得到广泛应用，三星、索尼、LG、海信、TCL等电视大厂均有相关产品推出。
而基于电致发光模式的QLED显示器还在研发中，但由于电致发光QLED材料已经展现出众多优秀的特性，其技术潜力在行业内得到了广泛认可。
下表是QLED与LCD和OLED的性能参数的比较：
从表中可以看出，QLED显示技术在各个方面均具有明显的优势，是一种具有革命性的显示技术。
中国助力，柔性QLED进入大规模产业化
综上所述，QLED显示技术具有高亮度、高色彩、高对比度、低功耗、长寿命等优点。而其可柔的物理特性则为其打开了更广阔的应用空间，令其可以被用于制造各种形式的柔性和可穿戴显示器，如智能眼镜、智能手表、电子纹身、可折叠平板电脑等。
已经有一些成功的示例证明了柔性QLED显示器与其他电子元件集成的可行性和潜力，如传感器、记忆、控制器和无线单元等 。这些完全集成的可穿戴QLED显示系统可以为用户提供信息输入/输出功能，并支持增强现实、虚拟现实、智能医疗等应用。
此外，柔性QLED显示技术还可以用于制造透明显示器 ，这种显示器可以将视觉信息投射到背景上，而不会影响其原有的外观和背景视图。透明显示器可以用于智能窗户或数字标识，在背景视图中显示数字信息。
不过需要指出的是，目前柔性QLED显示技术还面临着一些挑战，如器件寿命、蓝光效率低、Cd基量子点毒性等。为了解决这些问题，科研人员在量子点合成方法以及器件结构优化方面做出了巨大的努力。
例如，通过改进量子点的外壳结构和表面修饰，可以提高量子点的稳定性和发光效率 ；通过设计新型的电荷传输层和电极材料，可以降低器件的工作电压和漏电流 ；通过开发无Cd或低Cd含量的量子点，可以降低器件的环境影响 。
此外不得不提的是，中国在QLED显示技术方面有着丰富的研究和产业基础，已经形成了从量子点材料、器件制备、显示模组到终端产品的完整产业链。中国拥有多家量子点材料和器件的生产企业，如深圳市华星光电技术有限公司、纳晶科技股份有限公司等。
中国还拥有多家QLED显示产品的制造企业和研发机构，如TCL集团、长虹集团、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所等。
其中，以量子点半导体新材料为技术核心的纳晶科技，就在与本届诺贝尔化学奖获得者之一——布鲁斯教授的协作下，开发出了一种“绿色”合成路线，大大降低了量子点合成门槛，并推动其走向全世界更多实验室，并在工业界得到广泛应用。
在纳晶科技等中国企业和机构的推动下，量子点已经初步实现大规模产业化，也为量子点合成技术拿下诺贝尔奖作出了相应贡献。
诺奖认可，量子点技术进入发展快车道
量子点技术是一种具有革命性的新型发光和光电材料，它结合了LCD和OLED的优点，同时克服了它们的缺点，是一种具有重要性和潜力的下一代显示技术。
柔性QLED显示技术能够将量子点集成在柔性基底上，实现可弯曲、可折叠、可拉伸等特性的显示技术，它具有更高的设计自由度和更广泛的应用场景，是显示技术的未来方向。
中国在QLED和柔性QLED领域有着突出的贡献和领先地位，不仅在量子点材料的合成、柔性QLED显示器件的制造、柔性QLED显示产品的开发等方面取得了重要进展和创新，也在量子点技术的标准制定、市场推广、国际合作等方面发挥了重要作用。
诺贝尔化学奖得主布鲁斯教授对中国量子点领域科技公司纳晶科技有着特殊的关系和影响，他不仅为该公司提供了科学顾问和指导，也为该公司提供了国际合作和交流的平台。纳晶科技在量子点合成路线、柔性QLED显示技术等方面取得了突破和创新，为全球量子点技术的发展做出了贡献。
电科技相信，随着诺贝尔化学奖对量子点技术的认可和推动，相信QLED技术将会进入发展快车道，为人类带来更美好的视觉体验和生活品质。中国企业和研究者将继续在该领域保持优势和领导地位，为全球量子点技术的创新和应用做出更大的贡献。
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作为今日头条青云计划、百家号百+计划获得者，2019百度数码年度作者、百家号科技领域最具人气作者、2019搜狗科技文化作者、2021百家号季度影响力创作者，曾荣获2013搜狐最佳行业媒体人、2015中国新媒体创业大赛北京赛季军、 2015年度光芒体验大奖、2015中国新媒体创业大赛总决赛季军、2018百度动态年度实力红人等诸多大奖。
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