石墨烯資料

1、量子點(diǎn)是準(zhǔn)零維的納米材料，由少量的原子所構(gòu)成。粗略地說，量子點(diǎn)三個(gè)維度的尺寸都在100納米以下，外觀恰似一極小的點(diǎn)狀物，其內(nèi)部電子在各方向上的運(yùn)動(dòng)都受到局限，所以量子局限效應(yīng)特別顯著。由于量子局限效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致類似原子的不連續(xù)電子能階結(jié)構(gòu)，因此量子點(diǎn)又被稱為“人造原子”。量子點(diǎn)量子點(diǎn)概述概述量子點(diǎn)量子點(diǎn)，電子運(yùn)動(dòng)在三維空間都受到了限制，因此有時(shí)被稱為“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子點(diǎn)原子”，是20世紀(jì)90年代提出來的一個(gè)新概念。

2、量子點(diǎn)是在把導(dǎo)帶電子、價(jià)帶空穴及激子在三個(gè)空間方向上束縛住的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)。這種約束可以歸結(jié)于靜電勢(shì)（由外部的電極，摻雜，應(yīng)變，雜質(zhì)產(chǎn)生），兩種不同半導(dǎo)體材料的界面（例如：在自組量子點(diǎn)中），半導(dǎo)體的表面（例如：半導(dǎo)體納米晶體），或者以上三者的結(jié)合。量子點(diǎn)具有分離的量子化的能譜。所對(duì)應(yīng)的波函數(shù)在空間上位于量子點(diǎn)中，但延伸于數(shù)個(gè)晶格周期中。一個(gè)量子點(diǎn)具有少量的（1100個(gè)）整數(shù)個(gè)的電子、空穴或空穴電子對(duì)，即其所帶的電量是元電荷的整數(shù)倍。小的

3、量子點(diǎn)例如膠狀半導(dǎo)體納米晶可以小到只有2到10個(gè)納米這相當(dāng)于10到50個(gè)原子的直徑的尺寸在一個(gè)量子點(diǎn)體積中可以包含100到100000個(gè)這樣的原子。自組裝量子點(diǎn)的典型尺寸在10到50納米之間。通過光刻成型的門電極或者刻蝕半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中的二維電子氣形成的量子點(diǎn)橫向尺寸可以超過100納米。將10納米尺寸的三百萬(wàn)個(gè)量子點(diǎn)首尾相接排列起來可以達(dá)到人類拇指的寬度。量子點(diǎn)，又可稱為納米晶，是一種由II－VI族或III－V族元素組成的納米顆粒。量子點(diǎn)

4、的粒徑一般介于1～10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)，受激后可以發(fā)射熒光?；诹孔有?yīng)，量子點(diǎn)在太陽(yáng)能電池，發(fā)光器件，光學(xué)生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)量子點(diǎn)分類分類量子點(diǎn)按其幾何形狀，可分為箱形量子點(diǎn)、球形量子點(diǎn)、四面體量子點(diǎn)、柱形量子點(diǎn)、立方量子點(diǎn)、盤形量子點(diǎn)和外場(chǎng)（電場(chǎng)和磁場(chǎng)）誘導(dǎo)量子點(diǎn)；按其電子與空穴的量子封閉作用，量子點(diǎn)可分為1型量子點(diǎn)和2型量子點(diǎn)；按其材料組成，量子

5、點(diǎn)又可分為元素半導(dǎo)體量子點(diǎn)，化合物半導(dǎo)體量子點(diǎn)和異質(zhì)結(jié)量子點(diǎn)。此外，原子及分子團(tuán)簇、超微粒子和多空硅有統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果，所描述的性質(zhì)主要是宏觀物理量當(dāng)微電子器件進(jìn)一步細(xì)微化時(shí)，必須要考慮量子隧道效應(yīng)。100nm被認(rèn)為是微電子技術(shù)發(fā)展的極限，原因是電子在納米尺度空間中將有明顯的波動(dòng)性，其量子效應(yīng)將起主要功能電子在納米尺度空間中運(yùn)動(dòng)，物理線度與電子自由程相當(dāng)，載流子的輸運(yùn)過程將有明顯電子的波動(dòng)性，出現(xiàn)量子隧道效應(yīng)，電子的能級(jí)是分立的利用電子的量

6、子效應(yīng)制造的量子器件，要實(shí)現(xiàn)量子效應(yīng)，要求在幾個(gè)μm到兒十個(gè)μm的微小區(qū)域形成納米導(dǎo)電域。電子被“鎖”在納米導(dǎo)電區(qū)域，電子在納米空間中顯現(xiàn)出的波動(dòng)性產(chǎn)生了量子限域效應(yīng)。納米導(dǎo)電區(qū)域之間形成薄薄的量子墊壘，當(dāng)電壓很低時(shí)，電子被限制在納米尺度范圍運(yùn)動(dòng)，升高電壓可以使電子越過納米勢(shì)壘形成費(fèi)米電子海，使體系變?yōu)閷?dǎo)電電子從一個(gè)量子阱穿越量子墊壘進(jìn)人另一個(gè)量子阱就出現(xiàn)了量子隧道效應(yīng)，這種絕緣到導(dǎo)電的臨界效應(yīng)是納米有序陣列體系的特點(diǎn)。4、量子尺寸效應(yīng)

7、、量子尺寸效應(yīng)通過控制量子點(diǎn)的形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸，就可以方便地調(diào)節(jié)其能隙寬度、激子束縛能的大小以及激子的能量藍(lán)移等電子狀態(tài)。隨著量子點(diǎn)尺寸的逐漸減小，量子點(diǎn)的光吸收譜出現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象。尺寸越小，則譜藍(lán)移現(xiàn)象也越顯著，這就是人所共知的量子尺寸效應(yīng)。量子點(diǎn)量子點(diǎn)主要性質(zhì)主要性質(zhì)1、量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可以通過改變量子點(diǎn)的尺寸大小來控制。通過改變量子點(diǎn)的尺寸和它的化學(xué)組成可以使其發(fā)射光譜覆蓋整個(gè)可見光區(qū)。以CdTe量子為例，當(dāng)它的粒徑從2.snln生長(zhǎng)

8、到4.0nm時(shí)，它們的發(fā)射波長(zhǎng)可以從510nm紅移到660nm。2、量子點(diǎn)具有很好的光穩(wěn)定性。量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度比最常用的有機(jī)熒光材料“羅丹明6G”高20倍，它的穩(wěn)定性更是“羅丹明6G”的100倍以上。因此，量子點(diǎn)可以對(duì)標(biāo)記的物體進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀察，這也為研究細(xì)胞中生物分子之間長(zhǎng)期相互作用提供了有力的工具。3、量子點(diǎn)具有寬的激發(fā)譜和窄的發(fā)射譜。使用同一激發(fā)光源就可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粒徑的量子點(diǎn)進(jìn)行同步檢測(cè)，因而可用于多色標(biāo)記，極大地促進(jìn)了熒光標(biāo)記在

9、中的應(yīng)用。而傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料的激發(fā)光波長(zhǎng)范圍較窄，不同熒光染料通常需要多種波長(zhǎng)的激發(fā)光來激發(fā)，這給實(shí)際的研究工作帶來了很多不便。此外，量子點(diǎn)具有窄而對(duì)稱的熒光發(fā)射峰，且無拖尾，多色量子點(diǎn)同時(shí)使用時(shí)不容易出現(xiàn)光譜交疊。4、量子點(diǎn)具有較大的斯托克斯位移。量子點(diǎn)不同于有機(jī)染料的另一光學(xué)性質(zhì)就是寬大的斯托克斯位移，這樣可以避免發(fā)射光譜與激發(fā)光譜的重疊，有利于熒光光譜信號(hào)的檢測(cè)。5、生物相容性好。量子點(diǎn)經(jīng)過各種化學(xué)修飾之后，可以進(jìn)行特異性連接，

10、其細(xì)胞毒性低，對(duì)生物體危害小，可進(jìn)行生物活體標(biāo)記和檢測(cè)。6、量子點(diǎn)的熒光壽命長(zhǎng)。有機(jī)熒光染料的熒光壽命一般僅為幾納秒(這與很多生物樣本的自發(fā)熒光衰減的時(shí)間相當(dāng)）。而量子點(diǎn)的熒光壽命可持續(xù)數(shù)十納秒（20ns一50ns)，這使得當(dāng)光激發(fā)后，大多數(shù)的自發(fā)熒光已經(jīng)衰變子點(diǎn)熒光仍然存在，此時(shí)即可得到無背景干擾的熒光信號(hào)?？偠灾?，量子點(diǎn)具有激發(fā)光譜寬且連續(xù)分布，而發(fā)射光譜窄而對(duì)稱，顏色可調(diào)，光化學(xué)穩(wěn)定性高，熒光壽命長(zhǎng)等優(yōu)越的熒光特性，是一種理想的