【洞察】异质结量子点拥有独特光学与电学性能我国研究成果不断增多

2025-04-22 11:49

异质结量子点可以实现光电探测、能源转换、发光显示、荧光标记等操作，能够应用在发光二极管、光电探测器、量子点电视、太阳能电池等制造以及生物医学、量子计算等领域。

异质结量子点，由两种或两种以上不同半导体材料组成，电荷载流子受到量子效应约束形成异质结构，是一种特殊的半导体纳米材料。

量子点（QD），半导体纳米晶体，为球形或类球形，直径在几纳米到几十纳米之间，具有优异的光电性能，可以应用在照明、显示、成像、传感、太阳能电池等领域。按照材料组成来划分，量子点可以分为元素半导体量子点、化合物半导体量子点、异质结量子点等类型。

异质结，由两种或多种不同半导体材料接触所形成，为特殊PN结，可以应用在二极管、高速开关器件、半导体激光器、太阳能电池等制造领域，其中，异质结二极管性能优异，且电流、电压响应参数可调节。

根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国异质结量子点行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，异质结量子点将异质结、量子点概念相结合，具有带隙可调、能级分布可控的特点，进而可以实现光学性能、电学性能调节。异质结量子点可以实现光电探测、能源转换、发光显示、荧光标记等操作，能够应用在发光二极管、光电探测器、量子点电视、太阳能电池等制造以及生物医学、量子计算等领域。

异质结量子点可以采用的半导体材料包括II-VI族、III-V族、IV-VI族化合物等，例如采用III-V族化合物GaSb（锑化镓）与GaAs（砷化镓）组成的GaSb/GaAs异质结量子点，或者采用InAs（砷化铟）与铟磷InP（磷化铟）组成的InAs/InP异质结量子点等，拥有独特的光学性能、电学性能。

新思界行业分析人士表示，我国异质结量子点研究的重心是量子点/二维材料异质结（QD/2D异质结）。电子科技大学团队综述基于QD和2D材料异质结在光电探测器领域中的应用，发表于《Electron》；中国科学院半导体研究所团队在量子点异质外延研究方面取得重要进展，以二维材料为外延衬底，基于分子束外延技术，发展出范德华外延制备量子点材料的新方案，发表于《Nature Synthesis》；其他研究机构还有中国科学院深圳先进技术研究院、北京师范大学、北京大学等。

除此之外，我国异质结量子点相关专利数量也在不断增加，例如“一种高稳定钙钛矿异质结量子点的制备方法”、“一种固相制备硫化镉-二氧化钛异质结量子点的方法”、“一种具有核/壳结构的CdS/CdSe异质结量子点及其制备方法”、“一种量子点异质结日盲紫外探测芯片及其制备方法”等。

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