中國與美國科學家將發藍光的碳點(carbon dot)及發綠光與紅光的硫化銦鋅銅(ZnCuInS)量子點(quantum dot, QD)混合，製造出演色性指數(colour-rendering index, CRI)高達93的白光發光二極體(WLED)。該元件具有應用在固態照明及顯示器方面的潛力。 全球電能約有20%是花在照明上，而LED(尤其是白光LED)能協助降低這個比例。目前大部份的WLED是藍光LED及YAG:Ce黃色磷粉的組合，雖然能利用藍光及黃光配出白光，但由於紅光波段光量不足，獲得的CRI並不高。若以半導體量子點取代磷粉，可望改善此問題，但卻衍生另一問題：大多數含鎘(Cd)及鉛(Pb)的高品質量子點毒性都很高。 研究人員最近改採用碳點，不只因為它們更環保，也因為它們能吸收波長範圍更寬的光。不過碳點在黃光與紅光波段發光較弱，因此得到的是感覺上比較寒冷的光。為了提升CRI，研究人員將發藍光的碳點與彩色的量子點磷粉結合，不過這麼一來還是得用上有毒的鎘。 最近由香港城市大學的Andrey Rogach及吉林大學的William Yu和Yu Zhang領導的研究團隊發表了一種解決方法。他們採用適量的發藍光碳點及發黃光與紅光的硫化銦鋅銅核殼量子點(core/shell QD)，將這兩類材料與藍光LED晶粒上的PMMA混合，發出的光CRI竟高達93，遠高於市售YAG:Ce WLED的最佳CRI紀錄75。 Zhang指出，該WLED的高演色性歸功於硫化銦鋅銅量子點能發出波長範圍很大的光。該團隊目前正在研究該元件的結構及表面，以進一步提高其效率。他們也將調整量子點的大小、發光層的厚度及層數，以嘗試獲得不同波長的發光。詳見Appl. Phys. Lett. 104, 261106 (2014)。 |