半导体量子点发光

半导体量子点发光一、半导体量子点的定义当半导体的三维尺寸都小于或接近其相应物质体相材料激子的玻尔半径〔约〕时，称为半导体量子点。二、半导体量子点的原理级跃迁，以光福射的形式释放出能量。大多数状况下，半导体的光学跃迁发生在带边是说光学跃迁通常发生在价带顶和导带底四周K带隙是指价带顶位置与导带底位置的K放射光子，体的发光现

象。学习文档仅供参考来的价带中留下一个空穴，形成电子空穴对〔即激子〕电子和空穴直接复合,产生激子态发光。由于量子尺寸效应的作用,所产生的放射光的波长随着颗粒尺寸的减小而蓝移。通过外表缺陷态间接复合发光。在纳米颗粒的外表存在着很多悬挂键,从而形成了很多外表缺陷态。当半导体量子点材料受光的激发后,光生载流子以极快的速度受限于外表缺陷态而产生外表态发光。量子点的外表越完整,外表对载流子的捕获力量就越弱,从而使得外表态的发光就越弱。通过杂质能级复合发光。杂质能级发光是由于外表分子与外界分子发生化学反响生成其它杂质，这些杂质很简洁俘获导带中的电子形成杂质能级发光。以上三种状况的发光是相互竞争的。假设量子点的外表存在着很多缺陷,对电子和空穴的俘获力量很强,电子和空穴一旦产生就被俘获,使得它们直接复合的几率很小,从而使得激子态的发光就很弱,甚至可以观看不到,而只有外表缺陷态的发光。为了消退由于外表缺陷引起的缺陷态发光而得到激子态的发光,常常设法制备外表完整的量子点或者通过对量子点的外表进展修饰来削减其外表缺陷,从而使电子和空穴能够有效地直接复合发光。学习文档仅供参考三、量子点修饰对于量子点来说,它的稳定性有限、毒性高、存在外表缺陷等缺点使量子点在应用方面受到了很大的制约。所以科学家就想到了量子点修饰来解决这些问题。量子点修饰中最主要的就是杂化,它可以与无机、有机、高分子和生物材料等进展杂化。这些杂化材料中,核壳构造杂化材料,因其大小不同及组成和构造排列不同等而具有着特别的性质如光、磁、化学等性质。学习文档仅供参考所谓核壳构造,就是由中心的核和包覆在外部的壳构成。核壳材料一般是圆形粒子也可以是其他外形,包覆在粒子外边的壳材料可以转变并赐予粒子特别的电学、光学、力学等性质。因此,人们就量子点的外表修饰进展了大量争论例如,设计生物相容性的外表配体使量子点可与特异性生物识别分子抗原,抗体等等连接图巧。依据量子点外包覆物的组成类型不同,可以分为无机物包覆和聚合物包覆两种。学习文档仅供参考学习文档仅供参考学习文档仅供参考四、半导体量子点的特性及发光特性〔1〕量子限域效应通常,体积越小,,在很大程度上依靠于材料的尺寸。因此,半导体材料的尺寸减小到肯定值通常只要等于或者小于相对应的体相材料的激子玻尔半径以后,其载流子电子一空穴对的运动就会处于强受限的状态类似在箱中运动的粒子,有效带隙增大,半导体材料的能带从体相的,半导体材料的行为便具有了量子特性,量子化后的能量为：εR电常数，R是粒子的半径，其次项是量子点受限项，第三项是库伦项。E(R)就是E〔REg的差是动能的增加量。1/R²1/R成而库伦项使能量向低的能量方向移动，即红移动。R足够小时，前者的增大就会超过后者的增大，即受限项成为主项，导致最低激发态能量向高的能量方向移动，这就是我们在试验中观看到的量子限域效放射的能量也就越高。〔2〕量子尺寸效应由上述公式可得量子限域能和库仑作用能分别与1/R21/R成正比，前者可增加带隙能量〔蓝移〕，后者可减小带隙能量〔红移〕。在R很小的时候，量子限域能对R更为敏感，随着R减小，量子限域能的增加会超过库仑作用能，导致光谱蓝移，这就是试验所观测到的量子尺寸效应。〔3〕外表效应质，引起非线性光学效应。宏观量子隧道效应微观粒子贯彻势垒的力量称为隧道效应下的一些特点。〔1〕放射光谱可调整半导体量子点主要由ⅡB-ⅥA、ⅢA-ⅤA或者ⅣA-ⅥA族元素构成。尺寸、材料不同的量子点发光光谱处于不同的波段区域错误!!未找到引用源。。1.1常见量子点发光光谱分布区间CdSe1.35nm2.40nm时，其放射光510nm610nm。1.2CdSe量子点及其发光照片〔2〕宽的激发光谱和窄的放射光谱是固定的，且放射光谱范围较窄且对称。〔3〕较大的斯托克斯位移言要大。好的生物相容性等有点。五、半导体量子点的制备量子点的制备方法多种多样，不同方法制备出来的量子点性能也各不一样，液相法和气相法，并且每一类又有多种制备手段3.1固相法物理粉碎法、机械球磨法和真空冷凝法。气相法液相法有机金属高温分解法“绿色化学”有机相合成法3.3.4水热法及微波法六、半导体量子点的应用应用价值。电池的转化效率。发光器材：具有色域广、