量子点(QD)是一种纳米大小的半导体晶体，它具有独特的光学特性，例如它的大小不同在光学频率范围内发射光的能力就不一样。量子点已经应用在实际的光电行业中，如发光显示器、太阳能电池、光电探测器和激光等。

一般来说，量子点有两个不同的能带，电子可以存在在其中。被电子完全占据的能带即所谓的“价带”，能带电子为空的就是所谓的“导带”。这两个带之间的间隙称为“带隙”，这里面电子是不能存在的。在光能量高于带隙能量的光激发作用下，价带内的电子可以被激发并跳入到导带内。在这个过程之后，在价带中形成的空位被称为“空穴”，它被定义为是一种具有正电荷的载流子。

空穴通常与导带中的电子配对并形成被称为“激子”的准粒子，该准粒子是通过库仑相互作用结合而成。激子形成后可以自发的复合，并会发出与带隙能量相同的光。这个过程中最重要的参数是“跃迁偶极矩”，它是与两种状态间的跃迁相关的电偶极矩。通常情况下，这个数量越大，复合率就越高。

问题在于，并非所有激子在如上所述的复合过程中都会发光。具体来说，另一种被称为“俄歇复合”的复合过程可以在量子点中频繁发生。俄歇复合是一种非辐射多载流子过程，其中激子的复合能量不会转化为光子，而是转移到另一个电子或者另一个空穴。一般来说，俄歇复合是提高基于量子点的光电器件(尤其是显示器)效率的最大障碍之一。

迄今为止，科学家们已经进行了大量的光谱研究来抑制量子点中的俄歇复合过程。然而，以往的研究大多主要集中在修饰量子点的结构特性和合成新型量子点结构上。因此，缺乏通过操纵光学环境来主动控制俄歇复合过程的研究。

韩国基础科学研究所(IBS)的分子光谱和动力学中心利用瞬态吸收光谱仪成功地观察到了硒化镉(CdSe)量子点在几皮秒时间尺度上发生的俄歇复合。该研究小组首次证明，这个过程可以通过超材料纳米结构进行控制。基于俄歇复合过程强烈依赖于激子跃迁偶极矩这一事实，研究小组表明，量子点中跃迁的偶极子与其纳米结构形成的相互作用可以通过降低激子跃迁偶极矩的振幅来抑制俄歇复合过程。

据研究人员称，这项研究发现了一种使用纳米结构来操纵俄歇过程的新方法。研究人员强调，他们首先揭示了抑制非辐射俄歇复合的基本机制，即通过简单地与外部结构结合来降低跃迁偶极矩的振幅，而且不会使分子技术复杂化。研究人员相信，他们的这项研究发现将对未来基于量子点的器件的效率提高产生重要影响。（编译:Qtech）