日本开发世界第一款利用稻壳制作的矽量子点LED

全球每年排放1亿吨稻壳，其中20%的重量为二氧化矽，且去化管道有限。此外，目前已有研究指出，将稻壳中所含二氧化矽还原取得的多孔矽应用作为锂离子电池负极材料，能带来良好的充放电特性(比一般矽高5倍)，且容量约为市售锂离子电池的10倍。广岛大学从中获得灵感，即展开利用稻壳的SiQD与SiQD LED的研究开发。

研究团队将稻壳透过酸处理去除无机物质中的杂质，经过酸处理的稻壳予以燃烧后取得二氧化矽，并将二氧化矽与镁粉末混合、加热使其进行氧化还原反应，进而获得多孔质的矽粉末。此外，从稻壳中获得二氧化矽与多孔质矽的产收率分别为100%与86%。

其后利用酸处理(化学蚀刻)将多孔质矽微小化至奈米尺寸，以紫外线照射生成物后可发出橙色光(发光效率1～2%)。接着以烃基(癸基)取代表面的氢，进而制作出分散性、耐久性及发光效率皆有所提升的SiQD。

最终产物的SiQD可发出橙色光，发光效率则为21%。由于SiQD分散在溶液中，而LED制造可利用无需真空且低温的溶液制程，故可实现简便的制造。制作出的LED尺寸为2×2 cm，发光面的面积则为4 mm 2。量子点LED可如同OLED般发出表面光，而此次开发的SiQD LED与一般市售LED(子弹型)的点发光相比，发光面积约为40倍。

此外，广岛大学表示，此项研究是世界上第一个以植物为原料，活用生物质类天然材料的LED制造方法。

来源：势银膜链