日本科学家从稻壳中创造出发光的量子点

新技术使从普通废物中获得发射橙红色的高质量量子点成为可能。

量子点是微电子领域最有前途的技术之一。所谓的半导体或导体碎片非常小，以至于它们中的电荷运动受到严重限制，从而使量子效应得以显现。例如，这使得精确控制电子的能级以及它们在从一个能级移动到另一个能级时发射的光子的波长成为可能。从相同的量子点，只需稍微改变晶体的大小和形状，就可以获得所需颜色的明亮光源。这就是它们对各种应用如此有吸引力的原因，从显示器到太阳能电池板，再到生物医学，甚至燃料质量控制。

但是，通常需要从对自然和人体有毒的铅和镉等重金属中获取量子点。纳米尺寸的颗粒使它们易于传播，可能使它们更加危险。因此，日本广岛大学的科学家们转向了一种更环保的量子点来源——由农业废料制成的半导体硅。他们的工作在ACS 可持续化学与工程杂志上发表的一篇文章中有所描述。

Kenichi Saitow 教授和他的同事们使用碾碎并燃烧的稻壳去除所有有机物并生产二氧化硅粉末（约占稻壳重量的 20%）。将二氧化硫还原为原子硅，进一步提纯，得到粒径约三纳米的粉末。经过额外的化学处理，从中获得了硅量子点，能够产生橙红色范围内的稳定辐射，效率超过20%。

根据日本科学家的说法，这是从稻壳中获得“环保”量子点的第一个例子——稻壳是农业中大量产生的废物，到目前为止，这些废物要么被扔掉，要么被简单地烧掉。作者有信心，他们将能够将该技术规模化以进行大规模生产，而硅量子点的无毒特性将使他们能够找到最广泛的应用。