半導(dǎo)體量子點發(fā)光

半導(dǎo)體量子點發(fā)光一、半導(dǎo)體量子點的定義當半導(dǎo)體的三維尺寸都小于或接近其相應(yīng)物質(zhì)體相材料激子的玻爾半徑〔約〕時，稱為半導(dǎo)體量子點。二、半導(dǎo)體量子點的原理級躍遷，以光福射的形式釋放出能量。大多數(shù)狀況下，半導(dǎo)體的光學(xué)躍遷發(fā)生在帶邊是說光學(xué)躍遷通常發(fā)生在價帶頂和導(dǎo)帶底四周K帶隙是指價帶頂位置與導(dǎo)帶底位置的K放射光子，體的發(fā)光現(xiàn)

象。學(xué)習文檔僅供參考來的價帶中留下一個空穴，形成電子空穴對〔即激子〕電子和空穴直接復(fù)合,產(chǎn)生激子態(tài)發(fā)光。由于量子尺寸效應(yīng)的作用,所產(chǎn)生的放射光的波長隨著顆粒尺寸的減小而藍移。通過外表缺陷態(tài)間接復(fù)合發(fā)光。在納米顆粒的外表存在著很多懸掛鍵,從而形成了很多外表缺陷態(tài)。當半導(dǎo)體量子點材料受光的激發(fā)后,光生載流子以極快的速度受限于外表缺陷態(tài)而產(chǎn)生外表態(tài)發(fā)光。量子點的外表越完整,外表對載流子的捕獲力量就越弱,從而使得外表態(tài)的發(fā)光就越弱。通過雜質(zhì)能級復(fù)合發(fā)光。雜質(zhì)能級發(fā)光是由于外表分子與外界分子發(fā)生化學(xué)反響生成其它雜質(zhì)，這些雜質(zhì)很簡潔俘獲導(dǎo)帶中的電子形成雜質(zhì)能級發(fā)光。以上三種狀況的發(fā)光是相互競爭的。假設(shè)量子點的外表存在著很多缺陷,對電子和空穴的俘獲力量很強,電子和空穴一旦產(chǎn)生就被俘獲,使得它們直接復(fù)合的幾率很小,從而使得激子態(tài)的發(fā)光就很弱,甚至可以觀看不到,而只有外表缺陷態(tài)的發(fā)光。為了消退由于外表缺陷引起的缺陷態(tài)發(fā)光而得到激子態(tài)的發(fā)光,常常設(shè)法制備外表完整的量子點或者通過對量子點的外表進展修飾來削減其外表缺陷,從而使電子和空穴能夠有效地直接復(fù)合發(fā)光。學(xué)習文檔僅供參考三、量子點修飾對于量子點來說,它的穩(wěn)定性有限、毒性高、存在外表缺陷等缺點使量子點在應(yīng)用方面受到了很大的制約。所以科學(xué)家就想到了量子點修飾來解決這些問題。量子點修飾中最主要的就是雜化,它可以與無機、有機、高分子和生物材料等進展雜化。這些雜化材料中,核殼構(gòu)造雜化材料,因其大小不同及組成和構(gòu)造排列不同等而具有著特別的性質(zhì)如光、磁、化學(xué)等性質(zhì)。學(xué)習文檔僅供參考所謂核殼構(gòu)造,就是由中心的核和包覆在外部的殼構(gòu)成。核殼材料一般是圓形粒子也可以是其他外形,包覆在粒子外邊的殼材料可以轉(zhuǎn)變并賜予粒子特別的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等性質(zhì)。因此,人們就量子點的外表修飾進展了大量爭論例如,設(shè)計生物相容性的外表配體使量子點可與特異性生物識別分子抗原,抗體等等連接圖巧。依據(jù)量子點外包覆物的組成類型不同,可以分為無機物包覆和聚合物包覆兩種。學(xué)習文檔僅供參考學(xué)習文檔僅供參考學(xué)習文檔僅供參考四、半導(dǎo)體量子點的特性及發(fā)光特性〔1〕量子限域效應(yīng)通常,體積越小,,在很大程度上依靠于材料的尺寸。因此,半導(dǎo)體材料的尺寸減小到肯定值通常只要等于或者小于相對應(yīng)的體相材料的激子玻爾半徑以后,其載流子電子一空穴對的運動就會處于強受限的狀態(tài)類似在箱中運動的粒子,有效帶隙增大,半導(dǎo)體材料的能帶從體相的,半導(dǎo)體材料的行為便具有了量子特性,量子化后的能量為：εR電常數(shù)，R是粒子的半徑，其次項是量子點受限項，第三項是庫倫項。E(R)就是E〔REg的差是動能的增加量。1/R21/R成而庫倫項使能量向低的能量方向移動，即紅移動。R足夠小時，前者的增大就會超過后者的增大，即受限項成為主項，導(dǎo)致最低激發(fā)態(tài)能量向高的能量方向移動，這就是我們在試驗中觀看到的量子限域效放射的能量也就越高?！?〕量子尺寸效應(yīng)由上述公式可得量子限域能和庫侖作用能分別與1/R21/R成正比，前者可增加帶隙能量〔藍移〕，后者可減小帶隙能量〔紅移〕。在R很小的時候，量子限域能對R更為敏感，隨著R減小，量子限域能的增加會超過庫侖作用能，導(dǎo)致光譜藍移，這就是試驗所觀測到的量子尺寸效應(yīng)?！?〕外表效應(yīng)質(zhì)，引起非線性光學(xué)效應(yīng)。宏觀量子隧道效應(yīng)微觀粒子貫徹勢壘的力量稱為隧道效應(yīng)下的一些特點?！?〕放射光譜可調(diào)整半導(dǎo)體量子點主要由ⅡB-ⅥA、ⅢA-ⅤA或者ⅣA-ⅥA族元素構(gòu)成。尺寸、材料不同的量子點發(fā)光光譜處于不同的波段區(qū)域錯誤!!未找到引用源。。1.1常見量子點發(fā)光光譜分布區(qū)間CdSe1.35nm2.40nm時，其放射光510nm610nm。1.2CdSe量子點及其發(fā)光照片〔2〕寬的激發(fā)光譜和窄的放射光譜是固定的，且放射光譜范圍較窄且對稱?！?〕較大的斯托克斯位移言要大。好的生物相容性等有點。五、半導(dǎo)體量子點的制備量子點的制備方法多種多樣，不同方法制備出來的量子點性能也各不一樣，液相法和氣相法，并且每一類又有多種制備手段3.1固相法物理粉碎法、機械球磨法和真空冷凝法。氣相法液相法有機金屬高溫分解法“綠色化學(xué)”有機相合成法3.3.4水熱法及微波法六、半導(dǎo)體量子點的應(yīng)用應(yīng)用價值。電池的轉(zhuǎn)化效率。發(fā)光器材：具有色域廣、