Hsueh-Shih Chen, Cheng-Yang Chen, and You-Cneng Wu
Adv. Mater. 2025, 37, 2407026

國立清華大學 材料科學工程學系 陳學仕教授

量子點（Quantum Dots, QDs）以其優異與獨特的的光學性質，已成為顯示技術中的核心材料。然而，主流的硒化鎘（CdSe）量子點因含有有害重金屬，未來可能面臨環保法規的限制。實驗室針對此挑戰，成功開發出環保且高效能的巨型磷化銦（InP）量子點，成果已發表於近期《Advanced Materials》研究期刊，展現取代含鎘量子點的應用潛力。

InP量子點具有低毒與環境友善等優勢，但過去在實際應用上仍面臨光電效率與穩定性的瓶頸。主要挑戰在於其晶體表面易受到水、氧攻擊而形成缺陷，需要在晶體表面磊晶成長一厚殼，以保護量子點，但傳統的殼層設計容易因內部應力導致結構缺陷，影響發光性能，無法成長較厚的殼層。為突破此技術難題，團隊設計創新巨型核殼結構，包含3奈米核心與約18奈米厚殼層，透過組成優化及晶體形貌調控，有效釋放界面應力，維持高結晶品質與超過90%發光效率。

研究結果顯示，厚殼InP量子點除具備優異的光穩定性與環境耐受性，亦能有效抵抗氧氣與水氣侵蝕，大幅延長使用壽命。此技術不僅突破以往厚殼設計的效率瓶頸，亦為綠色量子點材料的發展奠定基礎。

團隊數年前已建立了低鎘量子點合成與量產技術，產品應用於顯示器產品應用。此次巨型InP量子點的誕生，展現其在未來無鎘顯示器及光電裝置市場中的高度競爭力。展望未來，團隊將持續朝降低製造成本、提升發光效率與進一步優化結構