【化工機械設備網 行業動態】稻殼對于農村人來說并不陌生，在以往，稻殼通常都被當做垃圾倒掉，十分污染環境，后來逐漸有人開始利用稻殼，將其用來作為盆栽的養料，或是用來加工飼料，像是拿來喂養雞鴨，又或是將稻殼加工成模板，在打碎的稻殼中加入巖鹽、礦物油等輔料，從而生成稻殼板這樣的一種新型復合材料。但是，將稻殼做成LED燈這樣意料不到的事，你有聽說過嗎？
硅作為一種十分重要的半導體材料，因其成熟的加工工藝、優異的電學性能以及豐富的資源儲量，目前已經成為了當今的半導體產業基礎。不過，硅的發光效率較低，這是因為硅是間接帶隙半導體，電子和空穴的復合需要聲子的參與，導致其輻射復合幾率極低，并且使得硅基光電集成缺少了核心光源，因此很難能夠實現硅基激光器。
硅量子點通常存在于多孔硅中，多孔硅的發光主要就是源于硅量子點的發光，硅量子點能夠填補硅難以高效率發光的難題。并且，各種存在形態的硅量子點都具有比體硅材料更加優異的發光性能。這種性能以及其光學性質促使人們開始不斷思考硅量子點在光電器件領域中的應用，以期能夠實現光電器件性能的提升或是創新。近些年來，具有新穎光電性能的硅量子點在諸如發光器件、太陽電池和光探測器等光電器件中逐漸得到了應用，并且獲得了一系列的研究發展。
目前，量子點作為平板電腦和大屏幕電視的發光體已開始進入市場，并且被認為是繼OLED后的下一代發光體。盡管硅量子點有著種種優勢，但由于目前進入市場的量子點顯示屏使用的是重金屬量子點，傳統的硅量子點通常涉及有毒物質，如鎘、鉛或其他重金屬，所以全世界科學家都在探索無毒、無重金屬的發光體。
近日，日本科學家利用回收稻殼創造世界上首臺硅量子點LED燈。研究團隊使用碾磨、熱處理和化學蝕刻相結合的方法來處理稻殼二氧化硅，他們將稻殼碾磨，并通過燃燒碾磨的稻殼中的有機化合物來提取二氧化硅粉末，隨后，他們將生成的二氧化硅粉末在電爐中加熱，通過還原反應獲得硅粉，并且經過化學蝕刻進一步得到3納米的純化硅粉；最后他們對其表面進行化學功能化處理，使其具有較高的化學穩定性和在溶劑中的分散性，用3納米的納米晶顆粒制備了發光在橙紅色范圍內的硅量子點，發光效率超過20%。
研究團隊所開發的化學合成方法使他們能夠評估硅量子點LED的光學和光學性能，包括二氧化硅、硅粉和硅量子點的結構、合成產量和性能。他們所研制出來的硅量子點LED燈，是以一種低成本、環保的方式將農業廢棄物轉化為最先進的發光二極管。他們讓硅量子點避開重金屬，并且輔以更高的工作溫度和穩定性，使硅量子點成為了量子計算的有利候選之一，并且其無毒的特性，也意味著它十分適合醫療應用。
近些年來，因硅量子點具有的特殊電子和光學性能，目前已經在發光器件、太陽電池、光探測器等領域中均獲得了令人矚目的研究進展。其中，硅量子點有機LED更是結合了硅量子點和有機物的光電性能優勢，并且顯示出了良好的器件發光效率。硅量子點給光電器件的發展帶來了新思路，并且由于其無毒、價格低廉和能與成熟的硅基光電子器件兼容等優勢，硅量子點有望在未來的光電器件領域的革新中扮演重要角色！
(資料參考來源：科技日報、知網、科幻網)
原標題：用稻殼“點亮”硅量子點LED燈 迎來更加廣闊的硅量子點道路！
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