量子点简介
量子点是準零维的奈米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在100奈米以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到侷限，所以量子侷限效应（quantum confinement effect）特别显着。由于量子侷限效应会导致类似原子的不连续电子能阶结构，因此量子点又被称为「人造原子」（artificial atom）。
量子点定义
若要严格定义量子点，则必须由量子力学出发。电子具有粒子性与波动性，而电子的物质波特性取决于其费米波长。在一般块材中，电子的波长远小于块材尺寸，因此量子侷限效应不显着。如果将某一个维度的尺寸缩到小于一个波长，此时电子只能在另外两个维度所构成的二维空间中自由运动，这样的系统我们称为量子井（quantum well）；如果我们再将另一个维度的尺寸缩到小于一个波长，则电子只能在一维方向上运动，我们称为量子线（quantum wire）；当三个维度的尺寸都缩小到一个波长以下时，即成为量子点（quantum dot）。
量子点製备方式
目前量子点的製造方法主要有以下四种：
1. 化学溶胶法（chemical colloidal method）：
化学溶胶方式合成，可製作複层（multilayered）量子点，过程简单，且可大量生产。
2. 自组成法（self-assembly method）：
採用化学气相沉积（chemical vapor deposition）製程，并利用晶格不匹配（lattice mismatch）的原理，使量子点在特定基材表面自聚生长，可大量生产排列规则的量子点。
3. 微影蚀刻法（lithography and etching）：
以光束或电子束直接在基材上蚀刻製作出所要之图案，由于相当费时因而无法大量生产。
4. 分闸法（split-gate approach）：
以外加电压的方式在二维量子井平面上产生二维侷限，可改变量子点的形状与大小，适合用于学术研究，无法大量生产。
量子点敏化太阳能电池
以量子点作为太阳能电池敏化物质，为目前极具潜力之应用。作为太阳能电池敏化物质，有别于染料敏化型太阳能电池之有机染料分子，量子点之吸收波段可藉由改变製程变因（包括材料组成、粒子型态）的手段来订做合适的光吸收材料。迄今，有机染料对外界环境包括光、热始终存在高度的不稳定性，在太阳紫外线照射下，分子发生裂解现象而致使效率降低为目前公认分子染料最大的问题，而表面改质后之量子点则十分稳定。再者，量子点较染料分子具有更高的消光係数，可降低暗电流（dark current）产生，同时亦增加电池的整体效率。此外其具更快的电荷分离速率，甚至藉由撞击式离子化技术可使量子点在每一次的激发过程中产生多重激子，换言之，激发电子产生效率可达200-300%。以上皆为量子点作为敏化物质优于染料分子之处。
量子点的广泛应用
量子点的用途相当广泛，例如：可用于蓝光雷射、光感测元件、单电子电晶体、记忆储存、触媒以及量子计算等，在医疗上更利用各种发光波长不同的量子点製成萤光标籤，成为生物检测用的「奈米条码」。量子点是目前理论上与实验上的热门研究题目，世界各国无不积极投入研究，主要领先的有美国、日本、欧盟及俄罗斯等，台湾也正在急起直追中。
参考资料：
1. 林铭杰（2002），「开放式量子异质结构之準稳态研究」，国立交通大学博士论文
2. 维基百科，http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%82%B9
