2023年11月10日，浙江省創(chuàng )新深化大會(huì )公布了2022年度浙江省科學(xué)技術(shù)獎獲獎名單，由浙江大學(xué)、納晶科技股份有限公司合作完成的《量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)合成控制及應用研究》項目榮獲浙江省自然科學(xué)獎一等獎，公司創(chuàng )始人及研究院院長(cháng)彭笑剛教授、副總工程師高遠博士、副總工程師周健海博士為該項目主要完成人。

成果介紹

 量子點(diǎn)是溶液合成與加工的半導體納米晶，具有連續可調的半導體能隙和優(yōu)異的單晶穩定性，在顯示、照明、太陽(yáng)能、生物醫學(xué)、微型傳感器、加密量子通信等領(lǐng)域有著(zhù)非常廣闊的應用前景，是國家產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)發(fā)展前沿材料之一。但是，量子點(diǎn)擁有高達百萬(wàn)計的晶體內化學(xué)鍵與數以萬(wàn)計的表面原子,導致其基態(tài)結構與激發(fā)態(tài)性質(zhì)不具備明確的一一對應關(guān)系。例如，兩個(gè)組成、晶型、尺寸、吸收光譜無(wú)法區分的量子點(diǎn)樣品，其熒光量子產(chǎn)率可能相差數個(gè)量級。長(cháng)期以來(lái),量子點(diǎn)合成化學(xué)集中于控制尺寸、組成、形貌等基態(tài)結構性質(zhì)。對量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)的認知匱乏制約著(zhù)量子點(diǎn)的基礎研究與廣泛應用。

 針對這一科學(xué)難題，彭笑剛教授領(lǐng)銜的研究團隊自2009年起開(kāi)展了系統探索研究，在國際上率先提出了“量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)合成控制”新概念，發(fā)展出“合成化學(xué)配體化學(xué)與激發(fā)態(tài)譜學(xué)相結合”的新手段，取得了系列創(chuàng )新性成果，主要包括：

（1）系統闡明量子點(diǎn)表面本征缺陷對其激發(fā)態(tài)性質(zhì)的影響機制，提出熵配體概念并實(shí)現無(wú)表面本征缺陷核殼結構量子點(diǎn)合成，獲得可控、可調的理想激發(fā)態(tài)性質(zhì)。所制備的量子點(diǎn)材料被諾貝爾化學(xué)獎獲得者、量子點(diǎn)之父、美國哥倫比亞大學(xué) Louis Brus教授評論為：“性質(zhì)接近理想的量子點(diǎn)”。

（2）首次制備出外量子產(chǎn)率、大功率效率和壽命均創(chuàng )記錄的紅光量子點(diǎn)發(fā)光二極管，實(shí)證 QLED應用于顯示和照明產(chǎn)業(yè)的可行性。研究成果入選 2014 中國科學(xué)十大進(jìn)展。（3）建立光物理-光化學(xué)復合模型，揭示單量子點(diǎn)熒光閃爍機制，首次制備出全色系非閃爍量子點(diǎn)和室溫單量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，被劍橋大學(xué) Stranks 教授稱(chēng)之為量子發(fā)光二極管。

 項目部分成果在納晶科技股份有限公司得到產(chǎn)業(yè)轉化。從扎根到繁茂，納晶科技的快速成長(cháng)是量子點(diǎn)顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生動(dòng)詮釋。作為一家創(chuàng )新驅動(dòng)的企業(yè)，納晶科技緊跟市場(chǎng)需求，陸續推出了全系列液晶量子點(diǎn)背光源產(chǎn)品，包括量子點(diǎn)管、量子點(diǎn)膜、量子點(diǎn)擴散板、量子點(diǎn)芯片封裝（下一代產(chǎn)品）等，使得中國顯示終端企業(yè)在這一輪液晶顯示產(chǎn)業(yè)升級過(guò)程中處于領(lǐng)先地位。同時(shí)，公司前瞻布局無(wú)鎘量子點(diǎn)、QD-OLED、QD-Micro LED、QLED等前沿技術(shù)，打造全面覆蓋量子點(diǎn)顯示生命周期的技術(shù)體系，為顯示行業(yè)的蓬勃發(fā)展注入強勁動(dòng)能，走在了業(yè)界前列。

 研發(fā)是企業(yè)可持續發(fā)展的重要動(dòng)力。納晶高度重視青年科技人才培養，努力打造高水平創(chuàng )新團隊，攜手浙江大學(xué)，加大產(chǎn)學(xué)研合作，共建納晶-浙大量子點(diǎn)研究聯(lián)合實(shí)驗室，加速科技成果轉化。截止目前，公司累計研發(fā)投入超3億元，專(zhuān)利申請超過(guò)400余項，參與了10余項國家標準、行業(yè)標準、白皮書(shū)編制，被認定為國家級“專(zhuān)精特新”小巨人。

 奮楫揚帆正當時(shí)，創(chuàng )新再啟新征程。彭笑剛團隊表示，這些開(kāi)創(chuàng )性的研究成果解決了量子點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵共性技術(shù)問(wèn)題，為未來(lái)量子點(diǎn)材料的廣泛應用提供了堅實(shí)的理論基礎和技術(shù)支撐，團隊將以本次獲獎為契機，不斷加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，奮力夯實(shí)量子點(diǎn)顯示技術(shù)，拓展量子點(diǎn)應用新場(chǎng)景，在量子點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域成為領(lǐng)跑者。

 主要完成人介紹

 彭笑剛 教授

 納晶科技創(chuàng )始人、研究院院長(cháng)、浙江大學(xué)化學(xué)系教授、浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應用重點(diǎn)實(shí)驗室主任。從事量子點(diǎn)合成、性質(zhì)和應用研究。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計劃重點(diǎn)專(zhuān)項、國家基金委重大研究計劃項目和重點(diǎn)項目。在Nature、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.等高水平學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表200余篇論文。入選了Thomson Reuters全球百名頂尖化學(xué)家榜單(名列第八)，因其對“應用于顯示領(lǐng)域的可溶液加工量子點(diǎn)的發(fā)展”的貢獻獲得了國際信息顯示學(xué)會(huì ) SID頒發(fā)的“特殊貢獻獎”。為該項目科學(xué)發(fā)現的主要貢獻者。

 高遠 博士

 高級工程師、納晶科技副總工程師、QLED技術(shù)研發(fā)負責人。從事量子點(diǎn)合成化學(xué)及電致發(fā)光量子點(diǎn)材料研究。主導參與國家十四五重點(diǎn)研發(fā)計劃子課題項目、浙江省重點(diǎn)研發(fā)項目等多個(gè)國家級/省級項目。在Nature photonics,JACS等國際知名期刊上發(fā)表多篇論文，授權國內外專(zhuān)利10余件。主要貢獻為，提出CdSe量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)缺陷集中在表面，證明量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)合成控制的可行性，發(fā)展了實(shí)用的光致和電致發(fā)光量子點(diǎn)體系。

 周健海 博士

 副研究員、納晶科技副總工程師、量子點(diǎn)色轉換技術(shù)研發(fā)負責人。從事高光化學(xué)穩定性量子點(diǎn)的合成與性質(zhì)研究。主導參與國家重點(diǎn)研發(fā)計劃重大專(zhuān)項子項目、杭州市重點(diǎn)研發(fā)項目等多個(gè)國家級/市級項目，其中低鎘量子點(diǎn)膜項目被認定為浙江省首臺（套）產(chǎn)品。在J.Am.Chem.Soc、Nano Research等高水平學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文10余篇，授權國內外專(zhuān)利30余件。主要貢獻為，將熵配體概念引入量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)合成控制中，實(shí)現量子點(diǎn)晶面控制生長(cháng)，首次實(shí)現了具有完美光學(xué)性質(zhì)的核殼結構量子點(diǎn)，發(fā)展了量產(chǎn)水平的量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)合成控制，發(fā)明了用于顯示的理想激發(fā)態(tài)量子點(diǎn)產(chǎn)品。