成果为一种将 ZnO 量子点嵌入透明微晶玻璃光致发光材料技术。通过控制量子点的形状、结构和尺寸, 可以方便地调节其能隙宽度、激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等电子状态。当量子点粒径与 Wannier 激子 Bohr 半径相当或更小时,处于强禁阻区, 易形成激子, 产生激子吸收带。随着粒径的减小, 激子带的吸收系数增加, 出现激子强吸收, 量子点中电子和空穴的强限制作用将引起量子禁阻效应。由于量子禁阻效应, 激子的最低能量向高能方向移动即蓝移, 这也是纳米材料的量子尺寸效应之一。
本成果基于共熔法，将形成量子点所需的原料与玻璃材料混合熔化得到玻璃, 通过不同的核化、晶化处理而得到相应的 ZnO 量子点微晶玻璃。HR-TEM证实了在低于玻璃转变温度下热处理在玻璃基体中成功析出了晶粒尺寸为 2 nm的 ZnO 量子点，非常接近 Bohr 半径。 ZnO 量子点微晶玻璃通过改变量子点的尺寸和成分进行调整，可调光致发光光谱，发射的光从紫外区到红外区。此外，将稀土离子和 ZnO 量子点共嵌入微晶玻璃中可提高发光性能，例如增强发光、能量转移、增加光致发光发射波长。嵌入 ZnO 量子点的微晶玻璃具有化学稳定性和热稳定性。
应用前景：
量子点微晶玻璃的发射光谱分别由 Ce3+离子的 5d →2F5/2 电子跃迁引起的471 nm 蓝色发射和 5d →2F7/2 电子跃迁引起的 524 nm 绿色发射，以及 ZnO 晶体的 Zni →Oi 缺陷引起的 431 nm 蓝色发射和 Zni →Oi 缺陷跃迁引起的 580 nm 黄色发射组成。通过改变激发条件和掺杂 Ce3+ 的含量，可以控制蓝、绿、黄光的发射强度，实现了暖白光、标准白光到冷白光之间的转换。在 375nm 光源的激发下，实现了超过 25%的高的量子产量。
与传统染料分子相比，量子点嵌入微晶玻璃具有优异的光稳定性、高量子产率和可调的发射和吸收光谱，大大提高了发光聚光器的性能。通过调整量子点嵌入微晶玻璃的尺寸、分布和优化工艺来提高光输出，可以提高在太阳能聚光器中的应用。此外， 嵌入量子点的微晶玻璃已表现出合理的颜色转换，能实现白光 LED。这些 LED 的颜色可调性和转换效率受到限制，主要是由于量子点重吸收和激子对通过陷阱表面态的快速非辐射复合。通过调整量子点尺寸、玻璃厚度和核/壳结构以提高发光效率。量子点嵌入的微晶玻璃由于尺寸相关的多色荧光发射、晶体场可控性、高透明度和稳定性以及高温敏感性， 有望在激光晶体、 LED、光伏太阳能电池中得到应用。
成熟度：实验室阶段
