图：芝加哥大学的研究人员Xingyu Shen展示一种利用量子点产生红外光的设备，这是一项科学进步，可能促进产生新的激光器或传感器
芝加哥大学的科学家们展示了一种利用胶体量子点制造红外光的方法。研究人员表示，这种方法展示了巨大的前景;尽管实验还处于早期阶段，但这些量子点已经和现有的传统方法一样高效了。
有朝一日，这些点可能会成为红外激光器的基础，也可能成为小型且成本低廉的传感器，比如用于废气排放测试或呼气测醉器的传感器。
“目前，这些量子点的性能接近现有的商业红外光源，我们相信我们可以显著改善这一点，”Philippe Guyot-Sionnest说，他是发表在Nature Photonics.上的论文的三位作者之一。
合适的波长
胶体量子点是微小的晶体——你可以在这句话的末尾放入10亿个晶体——它们会发出不同颜色的光，这取决于你把它们做成多大。它们非常高效，易于制造，并且已经用于商业技术;你可能已经买了一台量子点电视而不知道。
然而，这些量子点正被用于制造可见波长的光——人类可以看到的光谱部分。如果你想要红外波长的量子点光，那你就大错特错了。
但是红外光有很多用途。特别是，它对制造传感器非常有用。例如，如果你想知道你的汽车尾气中是否有有害气体，或者测试你的呼吸是否超过法定酒精含量限制，或者确保钻探设备中没有甲烷气体，你可以使用红外线。这是因为不同类型的分子会吸收特定波长的红外光，所以很容易区分。
红外激光器现在是通过一种叫做分子外延的方法制造的，这种方法效果很好，但需要大量的劳动力和成本。科学家们认为可能有另一种方法。
Guyot-Sionnest和他的团队多年来一直在试验量子点和红外技术。在他们之前的发明的基础上，他们开始尝试重建一种“级联”技术，这种技术被广泛用于制造激光，但从未在胶体量子点上实现过。
在这种“级联”技术中，研究人员在设备上施加电流，使数百万个电子穿过设备。如果装置的结构恰到好处，电子就会穿过一系列不同的能级，就像从一系列瀑布上掉下来一样。每次电子下降一个能级，它就有机会以光的形式释放出一些能量。
研究人员想知道他们是否可以用量子点创造同样的效果。他们制造了一种由数万亿个微小纳米晶体组成的黑色“墨水”，把它铺在一个表面上，然后让电流通过。
“我们认为它可能会起作用，但我们真的对它的效果感到惊讶，”Guyot-Sionnest说。“从我们第一次尝试开始，我们就看到了曙光。”
事实上，他们发现这种方法已经和其他产生红外光的传统方法一样有效，甚至在探索性实验中也是如此。科学家们说，通过进一步的改进，这种方法很容易超越现有的方法。
潜在的应用
他们希望这一发现能大大降低红外光和激光器的成本，从而开辟新的应用领域。
“我认为这是量子点潜在应用的最好例子之一，”Guyot-Sionnest说。“许多其他的应用可以用其他材料来实现，但这种结构真的只能因为量子力学而起作用。我认为它正在以一种非常有趣的方式推动这一领域的发展。”
