(科技部工程司徐硕鸿司长(左6)、清华大学材料系林皓武教授(左7)与研究团队合影。图由 科技部 提供)
清华大学材料科学工程学系林皓武教授研究团队在科技部的大力支持下成功研发出领先全球的创新技术¬-「喷雾合成法制备完美显色多彩钙钛矿量子点」，利用简易且低成本的喷雾合成技术，开发出具有量子产率趋近于100%、高色纯度与高稳定度之钙钛矿量子点，其放光波长与频宽完美符合下世代Rec.2020超广色域规范，非常适合用于各显示器技术。此外其独特的光物理性质更让它们有机会实现室温运行的量子计算。此创新的研究成果于2018年获得国际知名期刊Advanced Materials报导，并得到背封面的重点特写。
钙钛矿量子点是近期非常热门的研究主题，其具有优良的光物理特性，如色纯度高。此外，钙钛矿量子点只要透过改变组成成份即可调色，相较于三五族半导体量子点仅能透过筛选粒径大小调整放光波长，钙钛矿量子点具有相当大的优势。然而，过去以注入法合成之钙钛矿量子点的结晶性、稳定性与量子产率较差，使其在应用与量产上受到限制。林教授研究团队成功的改善了这些问题，除了突破以往钙钛矿量子点结晶性差与不稳定性，喷雾制程还大幅增加了工业上大量合成的可能性。本技术日前已经成功取得台湾专利，也吸引韩国首尔大学、美国田纳西大学等国际研究团队主动合作交流，使台湾的科学研究成果在国际舞台上发光发热。
在本研究中，清华大学林皓武教授研究团队利用其研发出的喷雾合成法，将钙钛矿前驱物于反溶剂中析出产生奈米等级的钙钛矿晶体，再以离心方式分离并萃取粒径大小较一致的钙钛矿量子点，此制程之钙钛矿量子点的光致发光量子产率在溶液中及固态薄膜皆可以达近100%。此外，透过调整钙钛矿的成分，成功生产出一系列由深蓝色至近红外光的放光，因此非常适合应用于microLED之色彩转换层材料，以实现全彩均匀的完美显示器技术；同时，利用钙钛矿量子点之高量子产率与高稳定性的特性，使其在室温下能够达到光子反聚束的特性，为相当理想的单光子源，增加了室温运行量子计算之可行性，同时也减少了对超低温系统的能耗依赖。
随着显示器技术的快速进步，由映像管电视、液晶萤幕显示器、有机发光二极体(organic light emitting diode, OLED)至未来的microLED，在在地看到显示技术的突破与进展，而人类对色彩世界的追求也越来越高，因此在显示科技上仍有更多可以突破的空间。OLED为目前最新颖的主动式发光显示器技术，但由于其仍有寿命与耗能等问题，microLED之发展为势在必行。但由于microLED仍具有许多问题须克服，如巨量转移、低色均匀度等。本研究中的钙钛矿量子点在RGB三种色光下皆具有超高色纯度与高量子产率，将其与microLED结合，可以达到全色域、高纯色与高稳定度之显示器，并且有机会能够解决microLED所面临的问题。此一技术已受到国际上相当程度的关注，然因本技术仍在研发阶段，期盼后续能进一步推广技术并与相关产业进行连结，希望未来能引进各领域前瞻技术进行跨领域产业结合，推动新颖光电科技与相关产业，推动技术产业化，使此项技术发扬光大，也使台湾光电科技达到颠峰。
公告时间：2019/06/05
新闻来源：https://www.most.gov.tw/folksonomy/detail?subSite=main&article_uid=58402c47-03cd-44cf-9449-399c5d9ad996&menu_id=9aa56881-8df0-4eb6-a5a7-32a2f72826ff&l=CH&utm_source=rss
资讯来源：科技部
