近年來(lái)，鈣鈦礦量子點(diǎn)的出現(xiàn)，為發(fā)展量子點(diǎn)集成應(yīng)用技術(shù)提供了機(jī)遇。在CIDC2020——量子點(diǎn)顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上, 北京理工大學(xué)鐘海政教授以“鈣鈦礦量子點(diǎn)顯示技術(shù)”為主題，介紹了鈣鈦礦量子點(diǎn)的原位制備和光子學(xué)應(yīng)用技術(shù)，特別是鈣鈦礦量子點(diǎn)在顯示領(lǐng)域應(yīng)用的進(jìn)展和挑戰(zhàn)。

　　北京理工大學(xué)鐘海政教授

　　鐘海政表示，在顯示領(lǐng)域，量子點(diǎn)毫無(wú)疑問(wèn)是不可或缺的材料，未來(lái)也將有非常大的應(yīng)用市場(chǎng)。他表示，鈣鈦礦是一個(gè)完全不同于其他半導(dǎo)體的材料，鈣鈦礦是離子化合物，本質(zhì)上是靠正負(fù)電荷生成的，所以它是一個(gè)制備特別容易的材料。真正把鈣鈦礦做成高效率發(fā)光的工作是2015年的兩篇論文：一篇是來(lái)自瑞士聯(lián)邦理工的課題組，沿用了用高溫反應(yīng)釜的方式制備鈣鈦礦量子點(diǎn)；一篇是北京理工大學(xué)的課題組，發(fā)明了基于鈣鈦礦離子化特點(diǎn)的室溫再沉淀的技術(shù)，把鈣鈦礦的液體溶解好然后滴下。如果沒(méi)有配體就不發(fā)光，加上配體就會(huì)得到膠體溶液，就會(huì)高效率發(fā)光，改變鹵素就可以調(diào)控發(fā)光的顏色。這樣就把復(fù)雜的方式變得簡(jiǎn)單了，不需要任何清洗。

　　量子點(diǎn)發(fā)展需要更簡(jiǎn)單的工藝。鐘海政提到了鈣鈦礦量子點(diǎn)光學(xué)膜“原位制備技術(shù)”，把鈣鈦礦前驅(qū)體溶液和高分子聚合物粉末共混一涂抹就可以得到一個(gè)鈣鈦礦膜片，發(fā)光效率做到90%，透明度也非常高，省略了原來(lái)的化工合成。

　　在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面，鐘海政介紹到，北京理工與合肥樂(lè)凱一起開(kāi)發(fā)了涂敷工藝，與TCL合作樣機(jī)元器件。他表示，“我們是全世界第一家展示搭載鈣鈦礦量子點(diǎn)的電視的單位，在CES和SID展上都有展出。鈣鈦礦量子點(diǎn)的穩(wěn)定性非常好。鈣鈦礦量子點(diǎn)膜片及整機(jī)已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段。”

　　“鈣鈦礦的原位制備膜也可以有極性，一拉就可以得到一個(gè)偏振在0.3左右的鈣鈦礦偏光膜片，還可以利用紡絲的方法，也可以實(shí)現(xiàn)偏光。”鐘海政表示，“我們計(jì)算了一下，如果在背光里能得到0.4左右的偏光膜片，就可以把現(xiàn)在液晶的亮度再提高接近20%。”

　　鈣鈦礦量子點(diǎn)是否有機(jī)會(huì)制備電致發(fā)光量子點(diǎn)器件？鐘海政表示，“量子點(diǎn)現(xiàn)在的表現(xiàn)也都非常好，那鈣鈦礦量子點(diǎn)就得有更顛覆性的工藝。”關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，他特別介紹了“片上原位制備技術(shù)”，即將共混反應(yīng)放到片上來(lái)做，把鈣鈦礦前驅(qū)體溶液通過(guò)旋涂得到一個(gè)前驅(qū)體液膜，再滴加反溶劑，量子點(diǎn)就可以在一個(gè)片上原位長(zhǎng)出來(lái)。這種方法直接一步就可以在片上長(zhǎng)出來(lái)鈣鈦礦的量子點(diǎn)，然后用這個(gè)可以實(shí)現(xiàn)綠光，綠光EQE可以做到16.3%。這個(gè)方法也可以移植到紅光，紅光EQE可以做到15.8%。他也表示，“我們還把它做到了藍(lán)光上，在顯示波段470納米可以讓EQE做到8.8%。”

　　他還補(bǔ)充到，除了顯示領(lǐng)域以外，量子點(diǎn)還有更廣闊的發(fā)展空間，比如在量子點(diǎn)增強(qiáng)硅基探測(cè)成像技術(shù)，利用鈣鈦礦量子點(diǎn)高透明度、高效率發(fā)光特性，能夠拓展硅基器件的紫外響應(yīng)能力。

　　鐘海政認(rèn)為，“原位制備從工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是非常好的工藝，但從科學(xué)研究來(lái)說(shuō)帶來(lái)了非常巨大的挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)聯(lián)也非常難，非常希望有更多的同行或更多的企業(yè)投入更大的資源快速推動(dòng)它的發(fā)展。”關(guān)于鈣鈦礦量子點(diǎn)究竟能不能滿足穩(wěn)定性需求，他表示，“每一種環(huán)境對(duì)量子點(diǎn)穩(wěn)定性的要求是不一樣的，鈣鈦礦雖然不能完全替代傳統(tǒng)量子點(diǎn)，但是它在某些應(yīng)用環(huán)境是可以滿足的。”

　　鐘海政總結(jié)到，鈣鈦礦有非常突出的特點(diǎn)，是離子化合物，能夠原位制備，大大簡(jiǎn)化了量子點(diǎn)的制備工藝，也能夠在高分子膜里，也能夠在芯片上，甚至還可以在單晶里原位長(zhǎng)出來(lái)，能夠滿足顯示、傳感等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　備注：內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理