控制量子點大小-給你鮮明色彩

王雅文、洪加城 譯

(0:04-0:22)

為什麼我們看到樹葉是綠色、消防車是紅色呢？當我們觀察大多數物體時，它們看起來是彩色的。這是因為來自太陽的輻射在撞擊物體之後，會以光波的形式反彈，這種光波又被稱為光子。光子在與物體碰撞、接觸後散射至四周，這些四散的光子再被我們的眼睛接收。但是，當你在看電視的時候，電視中的顏色又是從哪裡來的呢？

(0:22-0:47)

現今，大多數電視螢幕上的顏色，都來自電視中一系列的小燈泡，這些微型燈又被稱為「發光二極體」或 LED。這些 LED 能夠發出三種基本顏色：紅色、綠色和藍色。如果要讓 LED 產生其他顏色，只要將這三種顏色按不同的比例組合，就能夠得到想要的顏色。由於 LED 所發出的三種顏色各別都涵蓋了許多些微不同的顏色，因此它們很難以高精度表示顏色。

(0:48-1:12)

量子點則是一種能夠更精準地發射顏色的新技術。科學家們希望藉由微調顏色的分佈，讓藍色變得更藍、綠色變得更綠、紅色變得更紅！量子點是微觀尺度下的產物，量子點相對於人類的大小，就像人類相對於太陽的大小一樣！它們是由特殊性質的半導體材料所製成。

(1:12-1:34)

半導體具有許多能帶，電子可以在這些能帶間移動。當一個光子撞擊一個電子時，電子會吸收光子的能量並跳到更高的能帶。相反地，當電子要掉回較低的能帶時，電子需要放出與能量差相匹配的光子。這意味著，兩個能階之間的差異決定了釋放的光子的能量，這與光的顏色有關。

(1:34-2:04)

科學家們可以藉由改變量子點的大小，來微調兩個能帶之間的能量差異，進而改變量子點發出的光的顏色。較小的量子點，實際上在能帶間具有較大的能量差。電子為了回到較低的能帶，必須發射出高能量的光子，產生短波長的顏色，如藍色或紫色。而較大的量子點，在能帶間具有較小的能量差。這些大的量子點發出能量較低、波長較長的光，產生黃色或紅色的色調。

(2:04-2:23)

科學家們一直在努力創造高效率的量子點。每當光子被量子點吸收，量子點就會放出帶有特定顏色的光子出來。現在許多較新的電視都使用量子點，因為與傳統電視中使用的 LED 相比，它們能以更節能的方式產生更純淨的色彩。

(2:23-3:07)

然而，量子點不僅能用於電視螢幕！有了更精確的顏色，就連來自遙遠恆星的光譜，天文學家能據此收集到更準確的數據，從而更準確地讀取物體的年齡和成分。另外，量子點可被用於收集陽光並將其轉化為電能。科學家也使用量子點來開發更好的醫學成像方法。透過提供癌組織和其他組織之間更好的輪廓描繪，量子點可改進當前使用染料或其他顯像劑來可視化癌症腫瘤的技術。外科醫生將能更精確地操作，幫助保護患者的健康組織。不過，還需要做更多的研究來確定量子點是否可安全地用於人體。

(3:08-3:26)

使用量子點的一個優勢是它們的尺寸小，這使得它們可以分散在液體中。因此，許多液體處理技術，比如噴墨列印和旋轉塗佈，都能加以應用。這讓量子點可以快速、輕鬆、低成本地整合到產品中。

(3:27-3:48)

量子點是可用於發射彩色光的新型微觀技術。這些微小的光讓科學家們興奮不已，因為它們能以很有效的方式，被設計發出非常特定的顏色，為更生動、更逼真的顯示器鋪平道路。在不久的將來，你的手機螢幕很有可能是由量子點製成的！很快，量子點技術將豐富我們的生活！