点亮纳米科学的量子点——2023年诺贝尔化学奖浅谈

孙聆东 王颖霞

引用本文: 孙聆东, 王颖霞. 点亮纳米科学的量子点——2023年诺贝尔化学奖浅谈[J]. 大学化学, 2024, 39(1): 1-6. doi: 10.3866/PKU.DXHX202311076 shu
Citation:  Lingdong Sun,  Yingxia Wang. Quantum Dots: Light up Nanoscience—A Brief Introduction to the Nobel Prize in Chemistry 2023[J]. University Chemistry, 2024, 39(1): 1-6. doi: 10.3866/PKU.DXHX202311076 shu

点亮纳米科学的量子点——2023年诺贝尔化学奖浅谈

    通讯作者: 孙聆东,Email:sun@pku.edu.cn; 王颖霞,Email:yxwang@pku.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(22031002,21931001,21927901)

摘要: 随着化学学科的发展,人们能够制备出的化合物种类越来越多,对物质的研究也遍及不同的尺度:从宏观到微观以及二者之间的介观——通常在纳米量级。在纳米尺度上,很多材料的性质表现出与尺寸之间的关联效应,量子点就是其中最典型的代表。量子点指尺寸与其激子波尔半径相近时表现出尺寸依赖的量子效应的一类半导体,在保持组成不变的前提下,通过尺寸调控就可以改变其带隙以及相应的吸收和发射光谱。这一特性为半导体纳米材料的研究与应用带来了新的机遇。2023年诺贝尔化学奖授予量子点的工作,赞扬其点亮纳米科学。本文主要围绕三位获奖科学家的工作,从量子点的发现和合成的研究历程出发,对相关的科学发展和事件做简要的总结和评述。

English

    1. [1]

      Tiny ‘Quantum Dot’ Particles Win Chemistry Nobel. Nature 2023, 622, 227.Tiny ‘Quantum Dot’ Particles Win Chemistry Nobel. Nature 2023, 622, 227.

    2. [2]

      Quantum dots—Seeds of Nanoscience. [2023-11-28]. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/Quantum dots—Seeds of Nanoscience. [2023-11-28]. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/

    3. [3]

      Ekimov, A. I.; Onushchenko, A. A.; Tsekhomskii, V. Sov. Glass Phys. Chem. 1980, 6, 5.Ekimov, A. I.; Onushchenko, A. A.; Tsekhomskii, V. Sov. Glass Phys. Chem. 1980, 6, 5.

    4. [4]

      Ekimov, A. I.; Onushchenko, A. A. JETP Lett. 1981, 34, 345.Ekimov, A. I.; Onushchenko, A. A. JETP Lett. 1981, 34, 345.

    5. [5]

      Efros, A. L.; Efros, A. L. Sov. Phys. Semicond. 1982, 16 (7), 772.Efros, A. L.; Efros, A. L. Sov. Phys. Semicond. 1982, 16 (7), 772.

    6. [6]

      Rossetti, R.; Brus, L. J. Phys. Chem. 1982, 86, 4470.Rossetti, R.; Brus, L. J. Phys. Chem. 1982, 86, 4470.

    7. [7]

      Rossetti, R.; Nakahara, S.; Brus, L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 1086.Rossetti, R.; Nakahara, S.; Brus, L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 1086.

    8. [8]

      Efros, A. L.; Brus, L. E. ACS Nano 2021, 15 (4), 6192.Efros, A. L.; Brus, L. E. ACS Nano 2021, 15 (4), 6192.

    9. [9]

      Wang, F.; Tang, R.; Buhro, W. E. Nano Lett. 2008, 8, 3521.Wang, F.; Tang, R.; Buhro, W. E. Nano Lett. 2008, 8, 3521.

    10. [10]

      Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706.Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706.

    11. [11]

      Hines, M. A.; Guyot-Sionnest, P. J. Phys.Chem. 1996, 100, 468.Hines, M. A.; Guyot-Sionnest, P. J. Phys.Chem. 1996, 100, 468.

    12. [12]

      Heinze, D.; Breddermann, D.; Zrenner, A.; Schumacher, S. Nat. Commun. 2015, 6, 8473.Heinze, D.; Breddermann, D.; Zrenner, A.; Schumacher, S. Nat. Commun. 2015, 6, 8473.

    13. [13]

      Nirmal, N.; Dabbousi, B. O.; Bawendi, M. G.; Macklin, J. J.; Trautman, J. K.; Harris, T. D; Brus, L. E. Nature 1996, 383, 802.Nirmal, N.; Dabbousi, B. O.; Bawendi, M. G.; Macklin, J. J.; Trautman, J. K.; Harris, T. D; Brus, L. E. Nature 1996, 383, 802.

    14. [14]

      Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Science 1995, 270, 1335.Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Science 1995, 270, 1335.

    15. [15]

      Kovalenko, M. V.; Scheele, M.; Talapin, D. V. Science 2009, 324, 1417.Kovalenko, M. V.; Scheele, M.; Talapin, D. V. Science 2009, 324, 1417.

    16. [16]

      Peng, X.; Manna, L.; Yang, W.; Wickham, J.; Scher, E.; Kadavanich, A.; Alivisatos, A. P. Nature 2000, 404, 59.Peng, X.; Manna, L.; Yang, W.; Wickham, J.; Scher, E.; Kadavanich, A.; Alivisatos, A. P. Nature 2000, 404, 59.

    17. [17]

      Xu, J.; Voznyy, O.; Liu, M.; Kirmani, A. R.; Walters, G.; Munir, R.; Abdelsamie, M.; Proppe, A. H.; Sarkar, A.; de Arquer, F. P. G.; et al. Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 456.Xu, J.; Voznyy, O.; Liu, M.; Kirmani, A. R.; Walters, G.; Munir, R.; Abdelsamie, M.; Proppe, A. H.; Sarkar, A.; de Arquer, F. P. G.; et al. Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 456.

    18. [18]

      Son, D. H.; Hughes, S. M.; Yin, Y.; Alivisatos, A. P. Science 2004, 306, 1009.Son, D. H.; Hughes, S. M.; Yin, Y.; Alivisatos, A. P. Science 2004, 306, 1009.

    19. [19]

      Qu, L.; Peng, Z. A.; Peng, X. Nano Lett. 2001, 1, 333.Qu, L.; Peng, Z. A.; Peng, X. Nano Lett. 2001, 1, 333.

    20. [20]

      Fang, M.; Peng, C. W.; Pang, D.-W.; Li, Y. Cancer Biol. Med. 2012, 9, 151.Fang, M.; Peng, C. W.; Pang, D.-W.; Li, Y. Cancer Biol. Med. 2012, 9, 151.

    21. [21]

      Bruchez, M. Jr.; Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. Science 1998, 281, 2013.Bruchez, M. Jr.; Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. Science 1998, 281, 2013.

    22. [22]

      Chan, W. C. W.; Nie, S. Science 1998, 281, 2016.Chan, W. C. W.; Nie, S. Science 1998, 281, 2016.

    23. [23]

      Stroh, M.; Zimmer, J. P.; Duda, D. G.; Levchenko, T. S.; Cohen, K. S.; Brown, E. B.; Scadden, D. T.; Torchilin, V. P.; Bawendi, M. G.; et al. Nat. Med. 2005, 11, 678.Stroh, M.; Zimmer, J. P.; Duda, D. G.; Levchenko, T. S.; Cohen, K. S.; Brown, E. B.; Scadden, D. T.; Torchilin, V. P.; Bawendi, M. G.; et al. Nat. Med. 2005, 11, 678.

    24. [24]

      Jun, S.; Jang, E. Chem. Commun. 2005, 4616.Jun, S.; Jang, E. Chem. Commun. 2005, 4616.

    25. [25]

      Macklin, J. J.; Trautman, J. K.; Harris, T. D.; Brus, L. E. Science 1996, 272, 255.Macklin, J. J.; Trautman, J. K.; Harris, T. D.; Brus, L. E. Science 1996, 272, 255.

    26. [26]

      Sfeir, M. Y.; Wang, F.; Huang, L.; Chuang, C.; Hone, J.; O’Brien, S. P.; Heinz, T. F.; Brus, L. E. Science 2004, 306, 1540.Sfeir, M. Y.; Wang, F.; Huang, L.; Chuang, C.; Hone, J.; O’Brien, S. P.; Heinz, T. F.; Brus, L. E. Science 2004, 306, 1540.

    27. [27]

      Rabani, E.; Reichman, D. R.; Geissler, P. L.; Brus, L. E. Nature 2003, 426, 271.Rabani, E.; Reichman, D. R.; Geissler, P. L.; Brus, L. E. Nature 2003, 426, 271.

    28. [28]

      Won, Y.-H.; Cho, O.; Kim, T.; Chung, D.-Y.; Kim, T.; Chung, H.; Jang, H.; Lee, J.; Kim, D.; Jang, E. Nature 2019, 575, 634.Won, Y.-H.; Cho, O.; Kim, T.; Chung, D.-Y.; Kim, T.; Chung, H.; Jang, H.; Lee, J.; Kim, D.; Jang, E. Nature 2019, 575, 634.

    29. [29]

      Montanarella, F.; Kovalenko, M. V. ACS Nano 2022, 16, 5085.Montanarella, F.; Kovalenko, M. V. ACS Nano 2022, 16, 5085.

    30. [30]

      Akkerman, Q. A.; Rainò, G.; Kovalenko, M. V.; Manna, L. Nat. Mater. 2018, 17 (5), 394.Akkerman, Q. A.; Rainò, G.; Kovalenko, M. V.; Manna, L. Nat. Mater. 2018, 17 (5), 394.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  28
  • 文章访问数:  670
  • HTML全文浏览量:  113
文章相关
  • 收稿日期:  2023-11-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章