消息 2023 年 10 月 4 日
微小的“量子点”粒子赢得化学诺贝尔奖
Moungi Bawendi、Louis Brus 和 Alexei Ekimov 因其在发光纳米粒子方面的工作而获奖,这些纳米粒子用于从电子到外科等领域。
凯瑟琳·桑德森
获奖者的正式公布是在当天早些时候泄密之后进行的。图片来源:Jonathan Nackstrand/AFP via Getty
三位预言并首次制造出量子点(以不寻常的方式与光相互作用的微小分子)的化学家被授予诺贝尔化学奖。
剑桥麻省理工学院的 Moungi Bawendi、纽约哥伦比亚大学的 Louis Brus 和纽约 Nanocrystals Technology Inc. 的 Alexei Ekimov 将各获得 1100 万瑞典克朗(100 万美元)奖金中的三分之一。
“这对于量子点界来说是一个惊人的结果,”伦敦国王学院的物理学家马克·格林说。 “1993 年 Bawendi 发表的开创性论文使 Brus 和 Ekimov 提供的理论框架变成了现实,这门现已成熟的科学由此诞生。”
量子点是微小的半导体晶体,只有几个原子大小,是分子,但具有单原子的一些特性。这使得它们能够被调整,以便它们可以发射特定的光波长。例如,硒化镉的量子点如果颗粒较小,则可以发出蓝光,但如果晶体较大,则可以发出红光。量子点用于需要特定波长光的应用,从更亮的电视显示器到生物成像。
在正式宣布之前,由于意外通过电子邮件将新闻稿发送给瑞典媒体,获奖者的姓名被泄露。在消息公布后的新闻发布会上,巴文迪表示,他当时“睡得很熟”,因此并不知道泄密事件。他被诺贝尔委员会的电话叫醒,得知自己获奖后感到“非常惊讶、昏昏欲睡、震惊……而且非常荣幸”。 “我没想到我会获得这个奖项,因为我们都在为此共同努力,”他说。 “这个领域还有很多令人兴奋的工作要做。”
连接点
Ekimov 于 19811 年首次在掺杂有氯化铜颗粒的有色玻璃中观察到尺寸依赖性光效应。Louis Brus 随后在溶液中制造了量子点,同时研究了用于太阳能应用的半导体颗粒。 “布鲁斯将半导体和颗粒尺寸联系起来,”格林说。 “在巴文迪开发出这种化学方法之前,它仍然是一个相对难以接近且开发欠佳的材料系统。”
Bawendi 开发了一种制造特定尺寸量子点的方法,结合无机和有机金属技术来精确控制半导体颗粒的制造方式。这涉及将制造它们所需的化学物质注入热溶剂中,从而导致晶体突然形成。当混合物从火上移开时,晶体的生长速度减慢,并且它们的尺寸和质量都相同。
“很长一段时间以来,没有人认为你可以真正制造出如此小的颗粒。但今年的获奖者成功了,”诺贝尔化学委员会主席约翰·阿奎斯特在宣布这一消息时说道。 “这一成就代表了纳米技术的一个重要里程碑。”