鈣鈦礦泛指一類晶體結構與鈣鈦礦相似的材料，由鈣鈦氧化物（CaTiO3）組成。

根據結構中使用的原子/分子的不同，鈣鈦礦具備了一系列令人印象深刻的有趣性質，包括超導性、鐵電性、電荷有序性、自旋傳輸等等。因此，鈣鈦礦為物理學家、化學家和材料科學家帶來了令人振奮的研究方向。

量子點（QDs），有時被稱為半導體納米晶體（NCs），是半導體材料的微小顆粒，直徑在2-10納米（10-50）個原子之間。量子點具有介于塊狀半導體和離散原子或分子之間的特性，它們的光電特性會隨著尺寸和形狀的變化而變化。量子點會表現出不同于大粒子的光學和電子特性。事實上，量子點在其光學和電子性質上往往會顯示出量子尺寸效應，如可調諧和高效的光致發光（PL）、具有窄發射和光化學穩定性。這就是為什么量子點被用作有源元件納入各種各樣的設備和應用中，其中一些已經實現了商業化，例如基于量子點的顯示器。

鈣鈦礦量子點（PQDs）是一類基于鈣鈦礦材料的量子點。雖然這個概念相對來說比較新穎，但它們已經被證明具有匹配或超過金屬硫系量子點的特性：它們對缺陷的容忍度更高，具有出色的光致發光量子產率和高顏色純度。這種特性非常適合電子和光電子應用，因此鈣鈦礦量子點在實際生活中有著具有巨大的應用潛力，其中一些已經正式投入生產使用，包括LED顯示器和量子點太陽能電池。

鈣鈦礦量子點最新研究進展

1. 對碳納米管直徑如何影響光電探測器異質結的性能的探索[1]

來自中國河北工業大學和中國科學院的研究人員發現，增加SWCNTs/鈣鈦礦量子點異質結中單壁碳納米管（SWCNTs）的直徑可以改善兩種材料之間異質結的光電性能。

SWCNT是由單層碳原子組成的六角形晶格，卷成無縫圓柱體，具有不同的帶隙（即電子傳導電流所需的能量），研究小組系統地測試了不同直徑的SWCNT 在過氧化物QD異質結薄膜中對性能的影響。他們的研究表明，增加SWCNTs 的直徑可以提高這類異質結薄膜的響應率、檢測率和響應時間。這種效應可能是由于光生激子（一種攜帶能量、帶中性電荷的電子，與正電子空穴結合）在薄膜中的分離和傳輸得到了增強。

2. TCI的分子摻雜劑促進了有機電子學的發展[2-6]

TCI 推出了一系列分子摻雜劑，可顯著提高電荷載流子密度并改變有機電子器件的能級。分子摻雜劑提供了一個多功能平臺，可根據特定應用需求調整有機半導體的光電特性，從而提高電導率和遷移率，改善各種電子和光電器件的接觸特性。

TCI的p型和n型摻雜劑可應用于各種有機電子器件，如：有機發光二極管（OLED）、有機光伏（OPV）、鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）、鈣鈦礦量子點LED的載流子輸運層，以及有機電子研究領域中有機場效應晶體管（OFET）、OPV、熱電器件的有源層。

3. 佳能開發出可用于下一代顯示器的鈣鈦礦量子點油墨

佳能宣布已經開發出用于下一代顯示器的鈣鈦礦量子點油墨，具有更高的耐用性和應用于高圖像質量顯示器的潛力。

量子點是直徑只有幾個納米的半導體納米晶體，可以發出高亮度和高色純度的光。采用量子點技術的顯示器因其色域寬廣、視覺表現力強而日益受到關注。因此，用于顯示器的量子點力求實現更高的色純度和更高的光利用效率。此外，盡管迄今為止鎘（Cd）一直是量子點的首選材料，但由于環境問題，人們對不含鎘的材料越來越感興趣。

4. 為鈣鈦礦量子點設計新型聚合物空穴傳輸材料（HTMs）[7]

韓國浦項科技大學（POSTECH）、雅周大學、大邱慶北科學技術院（DGIST）和國民大學的研究人員設計出了新型聚合物空穴傳輸材料，這種材料是鈣鈦礦量子點太陽能電池的關鍵要素，可顯著提高其效率。

該團隊的空穴傳輸材料包括基于硫和硒化合物的聚合物。這些聚合物具有結構特征，如分子間排列的平面化和鎖定，從而增加電荷遷移率。此外，聚合物的不對稱烷基取代基促進了分子相互作用，從而補充了細胞的電學性質。

5. 使用鈣鈦礦量子點制造全彩柔性微型LED[8]

韓國KIMM研究所的研究人員利用藍色LED和鈣鈦礦量子點顏色轉換層，制造出了全彩柔性微型LED器件。所展示的設備具有1mm像素間距的LED（25.4 PPI），可以彎曲半徑為5mm而不會損壞。

研究人員使用了鈣鈦礦量子點（PQD）和硅氧烷復合材料，通過配體與硅烷復合材料交換PQD，然后通過添加含鹵化物的陰離子鹽進行表面激活。由于這種表面活化，研究人員表示，使用非極性有機溶劑，用硅烷配體構建PQD表面是可能的，這不會破壞PQD本身的性質。結果表明，與硅烷化合物交換的PQD在硅氧烷基體中表現出較高的分散性和在環境中良好的穩定性。

6. 利用鈣鈦礦量子點構建紫外線輻射測量裝置[9]

來自中國科學院(CAS)、吉林大學和北京理工大學的一組研究人員使用鈣鈦礦量子點構建了一個紫外線輻射測量裝置。

在戶外條件下測量紫外線的強度是很重要的，因為更強的紫外線會導致更嚴重的曬傷，并有可能在晚年患上皮膚癌。在這項新研究中，研究人員建造了一種可穿戴設備，可以實時測量紫外線輻射，并將信息發送到手機上。

7. 基于鈣鈦礦的藍色量子點合成和分析的新方法[10]

來自東京大學和山形大學的研究人員通過開發一種獨特的自組織方法來生產溴化鉛鈣鈦礦量子點，解決了制造藍色量子點的困難。該研究還結合了尖端成像技術來表征這些新型藍色量子點。

量子點（QDs）可用于光電設備和量子計算等領域，由于其封閉和獨特的電子特性，被稱為“人造原子”。量子點的特性介于體半導體與單個原子和分子之間，它們的光電特性因其大小和形狀而異。量子點（QDs）在較小的光譜區域內具有較高的色彩強度、色彩可調諧性和顯著的穩定性，因此被認為是具有吸引力的發光二極管（LEDs）發光成分材料。此外，與有機發光二極管（OLED）中使用的典型發光材料相比，基于QD的材料色彩更精致、壽命更長、生產成本更低，而且能耗要求更低。

8. 一種基于鈣鈦礦的窄譜藍色量子點發射器[10]

東京大學的研究人員在被視為極具挑戰性的藍色發光量子點的開發方面取得了進展。他們的研究表明，使用一種新的自下而上的設計策略和自組織化學方法，可以幫助創造出一種高純度的藍色發光量子點材料（具有較窄的發射光譜）。

新開發的量子點具有一種特殊的化學成分，結合了有機和無機物，如鉛鈣鈦礦、蘋果酸和油胺，這些材料自排列成一個由64個鉛原子組成的立方體。首席研究員中村英一（Eiichi Nakamura）教授說，“他們花了一年多的時間，系統地嘗試不同的東西，才發現蘋果酸是我們化學謎題的關鍵部分。”

9. 用于顯示的高分辨率鈣鈦礦納米晶體圖形技術[11]

蔚山國立科學技術研究所（UNIST）的研究人員與大邱慶北科學技術研究所（DGIST）的研究人員合作，開發了生產超薄、高分辨率鈣鈦礦納米晶體顯示器的圖形技術。該產品采用了一種非常簡單的類似郵票的印刷工藝，這將促進這項新技術的商業化。

據悉，利用該技術可以制作出每英寸2550像素的RGB像素圖案，比目前的高端智能手機的分辨率高出400%左右。

參考文獻

1. Yu, Y., Wang, W., Li, X. et al. Diameter-dependent photoelectric performances of semiconducting carbon nanotubes/perovskite heterojunctions. Nano Res. (2023). https://doi.org/10.1007/s12274-023-5942-1

2. Alberto D. Scaccabarozzi, Aniruddha Basu, Filip Aniés, Jian Liu, Osnat Zapata-Arteaga, Ross Warren, Yuliar Firdaus, Mohamad Insan Nugraha, Yuanbao Lin, Mariano Campoy-Quiles, Norbert Koch, Christian Müller, Leonidas Tsetseris, Martin Heeney, and Thomas D. Anthopoulos Chemical Reviews 2022 122 (4), 4420-4492. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00581

3. Y. Xu, H. Sun, A. Liu, H. Zhu, W. Li, Y. Lin, Y. Noh, Adv. Mater. 2018, 30, 1801830. https://doi.org/10.1002/adma.201801830

4. I. Salzmann, G. Heimel, M. Oehzelt, S. Winkler, N. Koch, Acc. Chem. Res. 2016, 49, 370. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.5b00438

5. J. Kim, D. Khim, K. Baeg, W. Park, S. Lee, M. Kang, Y. Noh, D. Kim, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 7886. https://doi.org/10.1002/adfm.201602610

6. D. Lee, M. Kang, D. Lim, Y. Kim, J. Lee, D. Kim, K. Baeg, J. Mater. Chem. C 2018, 6, 5497. https://doi.org/10.1039/C8TC01076E

7. Dae Hwan Lee, Seyeong Lim, Chanhyeok Kim, Han Uk Lee, Dasol Chung, Yelim Choi, Jongmin Choi, Younghoon Kim, Sung Beom Cho, Hong Il Kim, and Taiho Park ACS Energy Letters 2023 8 (4), 1839-1847. https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c00211

8. Shim, H.C., Kim, J., Park, S.Y. et al. Sci Rep 13, 4836 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31945-6

9. Yiqiang Z., Yaowen W., Zhexin L. et al. MATTER 2023 VOLUME 6, ISSUE 2, 506-520. https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.11.020

10. Olivier J. G. L. Chevalier, Takayuki Nakamuro, Wataru Sato, Satoru Miyashita, Takayuki Chiba, Junji Kido, Rui Shang, and Eiichi Nakamura. Journal of the American Chemical Society 2022 144 (46), 21146-21156. https://doi.org/10.1021/jacs.2c08227

11. JONG IK KWON, GYURI PARK, GWANG HEON LEE et al. SCIENCE ADVANCES 2022 Vol 8, Issue 43. https://doi.org/10.1126/sciadv.add0697

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