KAIST研究團隊開發(fā)出7倍以上高發(fā)光效率的3D量子點納米結構體

CINNO Research產業(yè)資訊，三維光學納米結構能夠精確調控光的振幅、相位以及偏振特性，這一特性在光子學領域引發(fā)了廣泛的關注。韓國研究人員采用了一種創(chuàng)新的分層堆疊技術，成功制造出了在現(xiàn)有技術下難以實現(xiàn)的3D量子點納米結構。

根據(jù)韓媒韓國講師新聞報道，韓國科學技術院（KAIST）于27日宣布，由該校先進材料工程系鄭淵植教授、電氣工程系張敏碩教授，以及東國大學崔敏宰教授共同領導的共同研究團隊，研發(fā)出了一種基于超精細轉移印刷技術的3D量子點結構制作技術。

該技術具有普適性，適用于多種納米顆粒，且能夠提供卓越的圖案質量。特別是，它支持通過印刷方式實現(xiàn)大面積生產，從而有助于實現(xiàn)高性能器件的規(guī)?；圃?。

利用這一創(chuàng)新的3D量子點圖案化技術，科研團隊展示了其在光學應用領域的巨大潛力。該技術能夠生產出從疏水到親水性質各異的量子點基納米結構，并構建出具有卓越圖案質量和高厚度的3D結構，從而顯著提升了發(fā)光材料和手性(chiral)材料的性能效率。

值得關注的是，研究團隊通過創(chuàng)造具有結構不對稱性的大面積手性結構體，實現(xiàn)了對偏振光的選擇性響應，達到了世界最高水準的圓偏光二色性（Circular dichroism）表現(xiàn)，其性能比先前的記錄高出約2度（從19度提升至21度）。這一技術有望成為檢測手性生物材料的強有力平臺，并因其高靈敏度而促進藥物篩選的精確性和速度。

此外，該技術還成功應用于張敏碩教授團隊設計的網狀量子點納米圖案，實現(xiàn)了發(fā)光效率的大幅提升——相比普通量子點薄膜高出7倍以上，顯示出在未來高性能量子點顯示器件中廣闊的應用前景。

帶領此項研究的KAIST鄭淵植教授表示：表示：“此次研究不僅局限于量子點，而是成功地實現(xiàn)多種高性能膠體材料三維納米結構化，這一成果有望在下一代光學超材料和高靈敏度生物傳感器領域開辟新的篇章。同時，它也可以被視為光學設計與分析研究和超微納米工藝技術完美融合的成功案例之一?！?/p>

該研究成果已于8月14日在國際權威學術期刊《自然通訊（Nature Communications）》上發(fā)表，引起了業(yè)界的廣泛關注。論文題目為：Chiral 3D structures through multi-dimensional transfer printing of multilayer quantum dot patterns。

此外，這項研究得到了多個機構的鼎力支持，包括韓國科學和信息通信技術部與韓國國家研究財團聯(lián)合資助的納米和材料技術開發(fā)項目、教育部推動的科學與工程領域學術研究項目，以及貿易、工業(yè)和能源部資助的電子元件工業(yè)技術開發(fā)項目。

注：圓偏光的二色性（Circular Dichroism）指具有光學活性的物質對左旋和右旋偏振光的吸收存在差異的光學現(xiàn)象。該現(xiàn)象主要用于分析蛋白質等有機化合物的三維結構。圓偏光二色性的強度越高，通常意味著在檢測過程中能夠達到的精度和速度越高。當使用具有高圓偏光二色性的材料時，這一優(yōu)勢尤為明顯。理論上，圓偏光二色性的最高強度可以達到45度。