世界首個！科學家利用廢棄稻殼，制成硅量子點LED燈

從電視到太陽能電池，再到尖端的癌癥治療，量子點開始在許多領域展現其獨特的潛力。然而，要大規模制造它們，會引發一些環境問題。

近日，日本科學家利用回收稻殼創造了世界上首臺硅量子點LED燈，其以一種低成本、環保的方式將農業廢棄物轉化為最先進的發光二極管。

研究作者Ken-ichi Saitow解釋說：“由于典型的量子點通常涉及有毒物質，例如鎘、鉛或其他重金屬，因此在使用納米材料時經常會考慮環境問題。而我們提出的量子點工藝和制造方法，最大限度地減少了這些擔憂。”

在新研究中，科學家使用碾磨、熱處理和化學蝕刻相結合的方法來處理稻殼二氧化硅：首先，他們碾磨稻殼，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；第二，他們將所得的二氧化硅粉末加熱，通過還原反應獲得硅粉；第三，經過化學蝕刻進一步得到3納米的純化硅粉；第四，對其表面進行化學功能化處理，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%。

最后，科學家再將些硅量子點與其他材料層結合，包括用作陽極的銦錫氧化物玻璃基板和用作陰極的鋁膜，以形成 LED。

研究表示，他們計劃下一步在硅量子點和LED中實現更高的發光效率。此外，他們還將探索生產除了橙紅色以外的硅量子點LED的可能性。

該研究論文題為“Orange–Red Si Quantum Dot LEDs from Recycled Rice Husks”，已發表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering上。

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論文原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c04985

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標簽： LED燈