三歐美學者奪 2023 年諾貝爾化學獎 表揚量子點研究助納米科學發展

2023 年諾貝爾化學獎,由三名學者 Moungi Bawendi 、Louis Brus 與 Alexei Wkimov 奪得 ,以表揚他們在發現與合成量子點 (quantum dot) 研究的貢獻。

三學者生平

Moungi Bawendi 在 1961 年出生於法國巴黎,是突尼西亞數學家 M. Salah Baouendi 之子。他在 1988 年獲得美國伊利諾州芝加哥大學博士學位,現為麻省理工學院的 Lester Wolfe 教授。 Bawendi 在 2020 年獲科睿唯安引文桂冠獎 (Clarivate Citation Laureates) ,該獎一直有「諾貝爾獎得主預測」名單之稱,截至 2022 年預測的 396 名學者獲諾貝爾獎,連同 Bawendi 有 72 人確實獲獎。

1943 年出生於美國俄亥俄州克里夫蘭的 Louis Brus 在 1969 年獲得美國紐約哥倫比亞大學博士學位,現為美國紐約州哥倫比亞大學化學教授。他早在 1998 年獲選為美國藝術與科學學院院士, 2004 年獲選為美國國家科學院院士。過去曾獲多個國際化學大獎,包括因納米科學的貢獻 在 2008 年科維理獎。

現年 78 歲的 Alexei Ekimov 生於前蘇聯。 1974 年獲得聖彼得堡 Ioffe 物理技術研究所博士學位。他曾任美國納米晶體科技公司 (Nanocrystals Tech Inc.) 首席科學家。早在 1975 年,他已因在半導體電子自旋取向方面的研究而獲蘇聯國家科學與工程獎。

「納米科學的種子」

元素的性質取決於其擁有的電子數量。然而,當物質縮小到納米時,就會出現量子現象。量子點是一種納米半導體,而其非常微小尺寸決定了其特性,諾貝爾化學委員會甚至形容量子點是納米科學的種子。

在通電或在光線照射下,量子點會發出特定頻率的光,學者透過調節量子點的尺寸,就可以控制光線的顏色,相關技術可令到液晶顯示屏顯示色域變得更廣闊。

物理學家早就知道,理論上納米粒子中可能會出現與尺寸相關的量子效應,但一段很長的時間都不能在納米尺寸上的材質上實際進行測試。

然而,在 1980 年代初, Alexei Ekimov 成功地在有色玻璃中創造了基於尺寸大小的量子效應。玻璃顏色來自氯化銅 (copper chloride) 納米顆粒, Ekimov 證明顆粒尺寸透過量子效應影響玻璃的顏色。

幾年後, Louis Brus 成為全球首位科學家,證明到在流體中自由漂浮的粒子中,有根據顆粒尺寸的量子效應。

1993 年,Moungi Bawendi 徹底改變了量子點的化學生產方式,產生了近乎完美的粒子,讓量子點在實際應用邁進一大步。現時的 QLED 屏幕亦有使用技術。另外,技術更可以指導外科醫生切除腫瘤組織,以及繪製生物組織圖。

研究人員相信,未來量子點可為更微型感測器、更薄太陽能電池和加密量子通訊做出更多貢獻。

三名學者將會平均瓜分 1,100 萬瑞典克朗(折合約港幣 784 萬元)。

來源: Nobel Prize

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