「材料大牛」彭笑剛和他的量子點

2021-03-01 粉體人

「量子點是人類至今發現的最好發光材料,量子點電致發光將是下一代顯示技術最有利的競爭者。」——彭笑剛

彭笑剛,湖南長沙人,國際頂尖的納米材料學家,浙江大學化學系教授、博士生導師。主要從事膠狀納米晶的配位化學、無機納米材料的生長機制、功能納米晶的合成化學等研究工作。

1983年,彭笑剛考入吉林大學化學系高分子化學專業;

1987年,本科畢業獲得學士學位,之後在吉林大學化學系,就讀物理化學專業碩士研究生,師從李鐵津教授和沈家驄院士;

1990年,碩士研究生畢業後繼續師從李鐵津教授和沈家驄院士,攻讀博士學位;

1992年,獲得吉林大學化學系物理化學專業博士學位;

1994-1999,在UCBerkeley從事博士後研究、後轉任助理研究員;

1999-2009年,歷任美國阿肯色大學化學系助理教授、副教授、教授、講座教授;

2009年回國加盟浙江大學化學系。曾先後入選2014年、2015年中國高被引科學家榜單;

2001年以來,發展了在學術界和工業界廣為採用的量子點合成化學,不僅引領了國際學術界相關領域的研究,而且奠定了正在快速產業化的量子點電視的化學基礎。

同時,以彭教授的專利轉化成果為核心創建的杭州納晶科技有限公司也於2009年底成立,獲得風險投資5300萬元,主要研發以量子點高新材料為核心的固態照明、生物醫學診斷、太陽能電池的終端產品。

在2010年5月的世界燈展(美國拉斯維加斯)上與其合作者聯合推出兩個系列產品,被業界認為代表著固態照明領域的顛覆性技術突破。

2001年以來,彭笑剛發展了在學術界和工業界廣為採用的量子點合成化學,不僅引領了國際學術界相關領域的研究,而且奠定了正在快速產業化的量子點電視的化學基礎。截至2018年,彭笑剛在《Nature》,《Nature Materials》,《 J. Am. Chem. Soc.》,《Nano Lett.》,《 Angew.Chem. Int. Ed. 》等國際刊物上發表高水平研究論文100餘篇,被引用超過10000餘次,其中論文「Shape control of CdSe nanocrystals: from dots to rods and back」在《Nature》發表後,被引用超過3000餘次。

量子點又稱為「納米晶」。與其他納米晶材料不同,量子點以半導體晶體為基礎,粒徑一般介於1到100納米之間。由於電子和空穴被量子限域,連續的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構,受激後可以發射螢光。

基於量子效應,量子點在太陽能電池、發光器件、光學生物標記等領域具有廣泛的應用前景。科學家預期這種納米材料在二十一世紀的納米電子學上有極大的應用潛力。

在彭笑剛看來,人是在太陽下進化來的,光就是最好的傳播和交流信息媒介,發光材料對於人類世界是永遠不可或缺的。針對於未來發光材料的趨勢,他直言不諱地講,「量子點是人類至今發現的最好發光材料。「

彭笑剛的自信,來自於量子點作為發光材料的重大開創性。據了解,量子點屬於一大類新材料——溶液納米晶中的一種,尺寸在1~100納米之間,每一個粒子都是單晶。

量子點的化學成分,保障發光顏色可以覆蓋從藍光到紅光的整個可見區,而且色純度高、連續可調,是具有突破性工業應用的材料。

彭笑剛教授指出,量子點合成化學真正的核心問題是激發態控制。這是因為作為發光材料,其性能的實現只能在激發態。而對於傳統的合成化學,化學家只關心基態。

基於這個新認識,近年來,彭笑剛教授帶領課題組致力於探索量子點「激發態合成化學」,旨在通過合成過程實現對量子點激發態的控制,通過發展新的精確合成方法,高產率和高選擇性地合成一些性能優異和獨特的量子點材料。

2014年底,他的相關研究成果在《自然》雜誌發表。

就在2019年5月,一年一度的國際顯示周(SID Display Week 2019)在美國「矽谷之都」聖何塞盛大開幕。美國西部時間5月13日,國際信息顯示學會(SID)評選出了全球信息顯示領域傑出貢獻者。

納晶科技創始人、董事長彭笑剛教授因其對「應用於顯示領域的可溶液加工的量子點的發展」做出了傑出貢獻,榮獲「特殊貢獻獎」。

彭笑剛教授以其卓越的遠見和洞察力、非凡的執行力在量子點顯示領域(包括量子點背光源和量子點發光二級管),為溶液量子點應用於顯示領域做出了奠基性貢獻。

以彭教授的專利轉化成果為核心創建的杭州納晶科技有限公司於2009年成立,獲得風險投資5300萬元。

2014年8月在全國中小企業股份轉讓系統掛牌(證券簡稱:納晶科技,證券代碼:830933),是一家以量子點半導體新材料為技術核心的高新技術企業,主要業務是量子點新材料的研發、相關應用技術與產品的開發和銷售,擁有量子點綠色合成的原始專利。

基於量子點優秀的光學特性,納晶科技在光電、顯示、消費電子、照明和生物領域提供創新技術和解決方案。

「量子點電視,正在成為目前納米技術進入到消費者生活中具有代表性的民用化技術。」彭笑剛如是說。在2014年12月,中國第一臺量子點電視就由TCL正式發布,率先推開了全球彩電業量子點時代的大門。

TCL推出的這款量子點電視,使用了色彩最純淨的量子點光源作為背光源,在色域覆蓋率、色彩控制精確性、紅綠藍色彩純淨度上擁有非常出色的表現。彭笑剛表示,量子點電視顯示效果更純淨、更精準,有著得天獨厚的優勢。

參考來源

化學空間、南京大學新聞網、湖南大學新聞網、電科技、砍柴網、天眼查

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