量子点之光 永不熄灭——深切缅怀Louis E. Brus教授

发布时间:2026年01月18日

2026年111日,从大洋彼岸传来了一则令人悲痛的消息。备受尊敬的诺贝尔化学奖获得者、美国哥伦比亚大学化学系教授——路易斯·布鲁斯(Louis E. Brus)安详离世,享年82岁。从纳晶科技创立伊始,布鲁斯教授就一直担任纳晶科技的科学顾问,他的离世无疑是我们的巨大损失。



路易斯布鲁斯


路易斯布鲁斯个人经历

路易斯·布鲁斯,1943年出生于美国俄亥俄州,自高中时期便对化学和物理怀有浓厚兴趣,在五金店的兼职经历更是点燃了他对工具和机器的热爱,为日后科研之路埋下伏笔。1965年布鲁斯获莱斯大学化学物理学学士学位,1969年获美国哥伦比亚大学化学物理学博士学位。1972年,布鲁斯加入贝尔实验室,这里成为了他后来发现量子点的重要场所。上世纪80年代初,他利用溶液合成方法制备了系列的硫化镉胶体,首次报道半导体纳米颗粒的量子尺寸效应(基于此,这些具有强量子尺寸效应的半导体纳米晶被称为量子点)。此后十多年里,他放弃了自己的学术专长(精细光谱学),转而聚焦于半导体纳米晶的合成化学,终于在1990年左右建立了“金属有机-配位溶剂-高温”合成路线、制备出有明显带边激子发光的硒化镉半导体纳米晶。之后,他的博士后蒙吉·巴文迪(Moungi G. Bawendi)在MIT完善了该路线,制备出一系列尺寸的近单分散硒化镉量子点。2023年,路易斯·布鲁斯与蒙吉·巴文迪、前苏联科学家阿列克谢·埃基莫夫(Alexei I. Ekimov)一同,因在“发现和合成量子点”方面作出的杰出贡献, 被授予诺贝尔化学奖。



发现量子点:奠定胶体量子点的理论基石

路易斯·布鲁斯是半导体纳米晶体(即量子点)的发现者之一,其研究主要聚焦于纳米晶体的合成、表征和应用。他坚信,量子点是新型电子器件、光电器件和生物传感器的基础材料,有望造福于人类。

1980年左右,布鲁斯在贝尔实验室研究硫化镉胶体粒子,期待这些半导体纳米粒子能够帮助人类制备新一代电子器件和太阳能电池。他敏锐地观察到,当改变硫化镉胶体颗粒大小时,其带边激子吸收随之变化,导致颜色随之改变。通过一系列系统研究,布鲁斯清晰阐释了尺寸如何通过量子效应调控光学性质,为后续量子点的应用提供了坚实的理论框架。


令人惊讶的是,布鲁斯竟是一名色盲患者。这其实很难想象,一个研究光的学者,却无法分辨颜色。但据布鲁斯的一位学生透露,布鲁斯曾表示:虽然我看颜色和别人看得不一样,但波长会告诉我理论上的颜色!”上帝给布鲁斯关了一扇眼睛辨色的门,却为他打开了一扇光谱分析的窗。



打造量子点摇篮:启迪新一代量子点探索者

作为世界上第一位证实了溶液中自由漂浮粒子的尺寸也具有量子效应的科学家,布鲁斯的研究成果不仅打破了传统认知边界,更激发了全球科学家对纳米材料的研究热情。而后,布鲁斯的实验室,更是成为名副其实的量子点人才摇篮,孕育出多位推动该领域发展的顶尖学者。


诺贝尔化学奖得主之一蒙吉·巴文迪,曾在布鲁斯团队开展博士后研究工作。在布鲁斯的启发与指引下,巴文迪完善了金属有机-配位溶剂-高温合成路线,首次合成出一系列不同尺寸的近单分散硒化镉量子点,并利用精细光谱学方法系统研究了这一系列量子点尺寸相关的带边激子能级结构。巴文迪曾盛赞:“布鲁斯是我们这个研究领域的巨人。”


芝加哥大学现任校长Paul Alivisatos教授从UC Berkeley获得博士学位后,于1986-1988年在布鲁斯实验室从事博士后研究,学习量子点的合成与性质研究方法。回到UC Berkeley任教,首次报道了量子点发光二极管、量子点太阳能电池、量子点生物标记等潜在应用。创刊Nano Letters,作为总统顾问制定了全球第一部“纳米科学国家行动计划”,逐步成为全球纳米科学的领军人物。


浙大化学系彭笑刚教授,其博士后导师为Alivisatos教授。彭笑刚于1999年独立建组,摒弃复杂、高危、昂贵的金属有机-配位溶剂-高温合成路线,发明“绿色有机溶剂合成路线”,打通量子点从实验室到大规模生产的核心障碍。进而建立“量子点激子行为合成控制”范式,推动量子点技术正式迈入产业化新纪元。彭笑刚教授认为,在过去30年里,布鲁斯教授从人格、学术、产业化等方面都对他影响巨大。



照亮未来:量子点之光薪火相传

当前,量子点已经被广泛应用于液晶显示的背光源中,以其优异的色纯度和色准度,被认为是迄今为止人类发现的最优秀的显示发光材料。从发展前景来看,量子点的应用价值绝不仅限于显示领域,其产业化的边界正不断拓宽,蕴藏着无限想象空间。正如诺贝尔化学奖委员会所说,量子点合成材料的潜力还远未被完全挖掘,量子点在未来可以为量子计算、柔性电子产品、微小传感器、更薄的太阳能电池,甚至量子加密通信等领域做出贡献——因此,我们才刚刚开始探索这些微小粒子的潜力。


最后,谨向为量子点领域倾尽心血的先驱路易斯・布鲁斯教授致以崇高敬意。作为行业前辈,他不仅长期担任纳晶科技科学顾问,更搭建起国际化的合作与交流平台。未来,纳晶科技也将继续传承布鲁斯的科学精神,在纳米科学的探索之路上继续前行,让这微小的颗粒绽放更璀璨的光芒!


沉痛悼念并深切缅怀路易斯·布鲁斯教授!

感谢他为量子点领域作出的贡献。