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量子点

量子点的概念最早在20世纪80年代初提出.在量子点中, 载流子的传输受到三个维度的限制,体相连续能级变为离散能级,表现出与相应体材料不同的物理化学性质。量子点是纳米科技领域的核心概念之一, 基于量子点的一系列经典研究工作也成为纳米领域发展的里程碑,包括量子限域效应、尺寸可控合成、生物和器件应用等。2023104日,美籍法国化学家Moungi Bawendi,美国化学家Louis Brus和俄罗斯物理学家Alexei Ekimov因“ 发现和合成量子点 ”获得2023年诺贝尔化学奖。为方便广大作者、读者查阅文献,集中了解相关学科前沿和研究热点,推出“量子点”虚拟专刊。

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  • 全选
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  • 研究与开发
    张学贵
    . 2010, 41(11): 27-0.
    Baidu(21)
    采用离子束溅射技术,在不同温度的Si(100)衬底上生长了一系列Ge量子点样品,利用AFM和Raman光谱对样品表面形貌和结构进行表征,结果表明:随着温度升高,量子点密度增大(750 °C生长的量子点密度达到1.85×1010 cm-2),均匀性变好及结晶性增强;但随生长温度升高,Si-Ge互混程度也同时加剧。
  • 研究与开发
    陆云
    . 2011, 42(06): 5-0.
    摘要:通过原位种子聚合构筑了碲化镉量子点(CdTe QDs)/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)复合微球。利用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱及荧光发射光谱对其形貌、结构、光学吸收性质及光致发光性能进行了测试分析。研究结果表明,原位聚合的CdTe/PEDOT-PSS复合物具有规则的球状结构,其吸收光谱是两个单独组分的吸收光谱的加和,发射光谱中550nm左右的峰是电荷转移的结果,显示了CdTe/PEDOT-PSS复合微球作为光电器件材料的潜在应用价值。
  • 研究与开发
    徐昕;贺蓉;崔大祥
    . 2011, 42(04): 42-0.
    Baidu(28)
    摘 要:用巯基乙酸(TGA)作为稳定剂,微波辅助的方法快速合成了水溶性CdTe/CdSe核壳量子点。比较了传统水热法和微波辅助2种方法制备量子点的性能,并考察了加热温度、反应物配比及CdTe量子点浓度对CdTe/CdSe核壳量子点的性能影响。用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)对CdTe和CdTe/CdSe的结构和分散性进行表征。荧光光谱结果表明,核壳结构的CdTe/CdSe量子点比单一的CdTe量子点具有更优异的荧光强度和光稳定性。
  • 研究与开发
    刘玲;雷洁梅;刘艳松;杨周;许小亮
    . 2011, 42(04): 39-0.
    Baidu(7)
    采用柠檬酸三钠还原硝酸银的方法制备了Ag纳米粒子溶胶,利用静电自组装技术制得单分散Ag纳米颗粒薄膜。我们研究了该Ag纳米颗粒薄膜的光学特性,通过改变反应物浓度和后期的热退火温度有效调控了Ag纳米颗粒尺度和其在外场作用下产生的表面等离子体共振 (SPR) 特性。将所制备的Ag纳米颗粒薄膜与CdSe量子点耦合,利用SPR对荧光的增强效应,使CdSe量子点的光致发光强度增强达11倍。
  • 研究与开发
    金立国
    . 2010, 41(09): 21-0.
    摘 要: 以异丙醇钛(C12H28O4Ti) 为主要原料合成氧化钛(TiO2)前驱体溶胶,并结合230℃水热处理得到TiO2溶胶,利用电流体动力学(EHD)技术在掺氟氧化锡导电(FTO)玻璃基片上镀膜,450℃高温煅烧制备具有多级结构锐钛矿TiO2纳米薄膜。以硝酸镉(Cd(NO3)2)及硫化钠(Na2S )分别为镉源和硫源,采用化学浴沉积技术在TiO2薄膜上沉积制备了量子点敏化的异质薄膜。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、电子透射电镜(TEM)以及紫外-可见吸收光谱(UV–vis absorbance spectra)对薄膜结构和性能进行表征。结果表明,纳米TiO2薄膜具有亚微米球簇堆积结构,球簇之间形成尺寸连续分布的微纳通道,便于溶液的浸润和离子的表面吸附。敏化制备异质薄膜中硫化镉以量子点状态存在,晶粒尺寸为3-5nm范围内。UV–vis absorbance spectra证实量子点的量子限域效应,吸收发生蓝移现象。
  • 研究 开发
    谢翠萍;向卫东;骆乐;钟家松;赵斌宇;梁晓娟
    . 2014, 45(04): 17-0.
    I-III-VI族新型三元半导体量子点AgInS2,不仅具备了量子点所具有的优异性能,同时以其低毒环保的优点,在近年来取得了重大的研究进展,有望取代Cd系量子点在各领域的应用。通过对国内外最新研究成果进行总结, 本文概述了AgInS2量子点的研究进展,讨论了其存在的问题并对今后的研究进行了展望。
  • 研究与开发
    杜婕;王胜江;吴拥中
    . 2012, 43(15): 2035-2039.
    Baidu(6)
    本文采用微波辐射加热的方法,以亚碲酸钠(Na2TeO3)作碲源,以谷胱甘肽(GSH)作稳定剂,在水相中合成出高质量的CdTe量子点。所合成量子点的发射波长从515nm到630nm可调,荧光量子产率(PLQYs)最高达95%。利用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和荧光发射光谱(PL)等技术表征产物的物相结构和光学性质。用双光子激发荧光法研究CdTe量子点的双光子吸收性质。用双光子激发荧光成像技术,以发红光的CdTe量子点作为双光子荧光探针成功标记了人肺腺癌细胞(A549)。
  • 研究与开发
    顾乐民;胡郎;姚爱华
    . 2011, 42(10): 1889-1892.
    本文采用了N-乙酰-L-半胱氨酸为稳定剂,通过水热法制备了荧光发射峰可调、粒径均匀且结晶性能良好的ZnxCd1-xSe合金量子点,并采用紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)等对其结构和性能进行了表征。文中重点研究了Cd2+/Zn2+比值、初始溶液pH值、水热反应温度和时间等实验条件对ZnxCd1-xSe量子点荧光性能的影响。研究表明,该方法制备的量子点不仅可以降低量子点中重金属含量,而且所制备的量子点荧光量子产率高(35%),荧光发射谱半峰宽窄(FWHM<50nm),有望作为生物荧光标记物。
  • 研究与开发
    赵志明;马二云;张晓静
    . 2012, 43(06): 732-735.
    摘要:在室温下,分别利用常规磁控溅射和反应磁控溅射技术交替沉积Si薄膜和Si1-xNx薄膜在单晶硅基体上制备了Si/Si1-xNx纳米多层膜。接下来,在高温下对Si/Si1-xNx多层膜进行退火诱发各层中形成硅纳米晶。实验研究了Si1-xNx层厚度和N2流量沉积对Si/Si1-xNx多层膜中硅量子点形成的影响。TEM检测结果表明,氮气流量为2.5sccm时沉积的多层膜退火后形成了尺寸为20~30nm的等轴Si3N4纳米晶;氮气流量为5.0sccm时沉积的多层膜退火后在Si层和Si1-xNx多层中均形成了硅纳米晶,而在7.5sccm氮气流量下沉积的Si/Si1-xNx多层膜退火后仅在Si层中形成了硅纳米晶。
  • 研究与开发
    杨杰;王茺;陶东平;杨宇
    . 2012, 43(16): 26-0.
    Baidu(3)
    采用离子束溅射技术在Si基底上自组织生长了一系列Ge量子点样品,研究了束流密度对Ge/Si量子点的尺寸分布和形貌演变的影响。原子力显微镜测试结果表明,随着束流密度的增加,量子点的面密度持续增大,其尺寸不断减小,量子点的形貌由圆顶形转变为过渡圆顶形。计算直径标准偏差的结果表明,当束流密度为0.86 mA?cm-2时,量子点的尺寸均匀性最佳。束流密度与沉积速率成正比,影响着表面吸附原子与其他原子相遇而形成晶核的能力。
  • 研究与开发
    王益林;刘声燕;莫凤萍;潘华桥
    . 2012, 43(23): 3-0.
    Baidu(6)
    以氯化镉和二氧化碲为原料,硼氢化钠为还原剂,采用水相合成法制备巯基丁二酸稳定CdTe量子点。研究了反应时间、碲和镉的物质的量之比等实验条件对CdTe量子点发光性能的影响,并用X射线粉末衍射、透射电镜、红外光谱、紫外可见吸收光谱和荧光光谱等分析技术对其进行表征。实验表明,合成的量子点为立方晶型,颗粒大小分布均匀。反应时间及碲和镉的物质的量之比对量子点的发光性能有明显影响,随着反应时间的延长,量子点的吸收与荧光光谱都向长波方向移动,在pH 为10.5的碱性条件下,当n (Cd ):n (Te ):n (MSA) = 1:0.05:1.4时,在5小时的时间内可获得发绿色到红色荧光的量子点,最高荧光量子产率为70.3 %。
  • 综述·进展
    凡新刚, 杨莉花, 孙伟, 蒋丽, 覃爱苗
    功能材料. 2022, 53(5): 5074-5081. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2022.05.008
    手性碳量子点不仅具备手性性质,而且也继承了碳量子点的光致发光、低毒、生物相容性好等优异的性能,在传感器、催化和生物医药等领域展现出了巨大的应用前景。对手性碳量子点的发展历程、合成方法和应用研究进行了综述,并对手性碳量子点的发展和应用进行展望,为未来手性碳量子点的相关应用研究提供参考。
  • 综述·进展
    黄李纲, 吕冲, 李欣欣, 唐敢, 游峰, 张梦琪, 刘仿军, 江学良
    功能材料. 2023, 54(4): 4045-4053. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2023.04.007
    碳量子点(CDs)因其独特的物理或化学特性而被广泛应用于各领域。与传统半导体量子点相比,CDs的最大优点是低细胞毒性,高生物相容性,同时对环境友好。通过选择特定的合成或改性方法来获得满足应用条件的碳点,是研究人员的迫切需求。综述了CDs的自上而下和自下而上的各种合成方法并描述了其合成后的各种特性,其中自上而下法偏向于生产较大量的碳点,但尺寸和碳点形态难以控制。自下而上法能更好地控制碳点的尺寸及形状,但过程较为复杂耗时。再进一步探讨了CDs的表面改性包括表面钝化,表面功能化的研究进展。 不同合成方法或改性方法制备的碳点特性具有较大差别,延伸出其在各方面的应用,包括细胞成像,荧光传感,药物递送,光催化,离子检测等。最后总结分析了碳点研究可进一步探索的方面,以期为碳点更深入的研究与更广泛的应用提供参考。
  • 综述·进展
    吴春芳;魏杰
    . 2013, 44(01): 1-7.
    Baidu(10)
    量子点敏化太阳能电池发展至今,其效率已经突破了5%,但是与染料敏化电池12%的效率相比还是存在着较大的距离,本文即从电荷复合,量子点的光捕获,光阳极的结构,电解质和对电极五个方面分析了量子点敏化电池效率低下的原因以及针对以上五个方面目前量子点敏化电池的相关研究者们采取的改进措施。
  • 研究与开发
    傅小奇;王双;赵谦;傅小奇
    . 2012, 43(19): 24-0.
    Baidu(1)
    利用表面包覆一层吡啶分子的量子点和化学还原性石墨烯通过?-?堆积的方式,制备了石墨烯-量子点(PbSe、ZnSe、CdSe)复合物。包覆在量子点外层的吡啶分子芳香环结构起到桥梁的作用,将石墨烯和量子点?-?堆积起来,同时延伸了石墨烯的共轭结构。通过XRD、UV-vis 、TEM、Raman等表征手段,考察了相应复合物的结构、形成机理与性质。所制石墨烯-量子点复合物能稳定分散于水或极性溶液中,使得此类石墨烯复合物在生物体内具有良好的应用前景。通过循环伏安法对制备的产物进行了电化学性能测试。根据循环伏安曲线,复合物CCG-ZnSe的电容较单纯的CCG、ZnSe有大幅提高。
  • 工艺 技术
    王海成;张雪;周洁;姚易;吴瑞伟;邓玲;闫智然;曹进
    . 2015, 46(05): 29-0.
    Baidu(2)
    本文采用前驱体分解法制备了Cu-In-S量子点,研究了制备工艺对Cu-In-S量子点的形貌以及光学性能的影响。实验结果表明,反应时间和反应温度可影响Cu-In-S纳米颗粒的尺寸和光学性能。随时间增加,Cu-In-S粒径变大,同时会伴随着棒状晶体的出现,荧光发射谱的峰位发生红移。随反应温度升高,纳米晶的形核速率和长大速率增加,并且粒径也有增大,纳米晶的形状可以由单一的球形变为球形与棒状的混合,荧光谱峰位亦会发生红移。X射线光电子能谱分析表明,所制备颗粒为CuInS2纳米晶。本文工作为进一步制备无毒量子点发光器件(QLEDs)奠定了基础。
  • 研究 开发
    袁野;何至青;严莉;熊传溪;董丽杰
    . 2014, 45(15): 9-0.
    Baidu(1)
    本文采用1,12-二胺十二烷(DADA)与多层核壳CdSe/CdS/ZnS量子点通过相转移与配体交换技术制备出水溶、荧光性能稳定的QDs/DADA。将其溶解在pH值不同的水溶液中,通过测试发现QDs/DADA水溶液对pH具有光响应性,其荧光性能随着pH值的增加先增强后减弱。
  • 综述·进展
    袁斌霞, 方欣怡, 蔡晓东, 王道累, 朱瑞, 曹盛, 刘建峰
    功能材料. 2021, 52(3): 3043-3049. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2021.03.006
    半导体纳米晶具有量子尺寸效应和独特的光学性质,可广泛地应用在光电器件、生物标记、太阳能电池、光催化等方面,因此半导体纳米晶成为越来越多研究者研究的热点。但在诸多的应用限制因素中,高性能的QDs材料(II-VI 或IV-VI) 通常含有镉或铅等剧毒的元素,批量生产和使用这类材料不仅对人体有着极大的伤害,还会引起环境和生态问题。因此低毒性能的QDs材料的设计和研发是目前研究的前沿之一。研究人员通过控制反应条件、表面包裹以及掺杂等对磷化铟(InP)材料的性能进行调控,使之能够更好地应用于各个领域之中。
  • 研究 开发
    刘鹏强;王茺;周曦;杨杰;杨宇
    . 2014, 45(05): 7-0.
    Baidu(3)
    摘 要: 采用离子束溅射技术,通过改变诱导量子点形成的C层生长温度,在n型Si(100)衬底上自组装生长了一系列Ge量子点。利用AFM和Raman光谱对样品的表面形貌和结构进行了表征。实验结果表明:当C层的温度从600℃升高到700℃时,Ge量子点的密度逐渐降低,且结晶性变差;此时,量子点中的Si组分升高。当C层的生长温度从700℃升高到800℃过程中,Ge量子点的密度逐渐增大,结晶性也有所改善;此时,量子点中的Si含量降低。
  • 热点·关注
    万吉祥, 陈小源, 王聪, 方小红
    功能材料. 2017, 48(8): 8024-8031. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2017.08.005
    石墨烯量子点(GQDs)因其潜在的全光谱荧光可调控性和稳定性,在环境化学、物理器件、生物医药等诸多领域被认为是最有前景的纳米材料之一。探索GQDs的荧光发光机理,调控荧光能谱,进一步开发可控性合成与生长途径和工艺,尤其可批量及规模化生产方式,是GQDs器件应用中亟待解决的关键问题。从自上而下(Top-down)法、自下而上(Bottom-up)法和表面修饰等3个方面介绍了荧光GQDs的制备及调控,比较了GQDs与其它量子点材料荧光性质的异同,并重点综述了GQDs的量子限域效应以及边缘态和表面态对其光致荧光性质的影响。
  • 综述·进展
    郭博森, 王闻达, 赵航, 詹培颖, 罗卫华
    功能材料. 2023, 54(2): 2082-2090. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2023.02.011
    近年来经济的迅速发展产生了大量污染物,对环境造成了极其严重的危害,其中废水已经通过各个渠道影响人类的生命健康,但是至今并未得到有效解决。碳量子点(CQDs)是一种具有独特荧光性质的新型纳米碳材料,又具有成本低、环境友好等特点,其中低毒性和荧光特性可运用于废水处理领域。因此,首先介绍了碳量子点的常用制备方法,并总结了其优缺点;其次,阐述了碳量子点作为催化剂对废水中各种污染物的降解、制备成复合膜对废水中重金属和有机染料的吸附、作为传感器对废水中毒离子的监测的最新应用研究;最后,总结了碳量子点在废水处理这一领域的不足之处,提出了碳量子点未来面临的机遇和挑战。
  • 研究 开发
    姜青松;朱月华;王海波;施丰华;卓宁泽;李东志;汤坤
    . 2014, 45(16): 20-0.
    摘要:以NaTeO3为碲源,巯基乙酸(TGA)为稳定剂,合成CdTe量子点。研究Cd2+的浓度、Cd2+-TGA前驱体室温静置时间对CdTe量子点荧光光谱、荧光量子效率的影响,并用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜对其结晶性能、结构以及形貌进行表征。实验表明,所制备的CdTe量子点具有闪锌矿结构,球形形貌。且在Cd2+-TGA前驱体室温静置50min后参与回流,Cd2+浓度为0.00067mol/L时,荧光量子效率最高可达48.4%。
  • 研究·开发
    周清;刘珂;罗子江;郭祥;周勋;丁召
    . 2013, 44(08): 1128-1131.
    Baidu(1)
    用分子束外延(MBE)设备以Stranski-Krastanov (S-K) 生长模式,通过间歇式源中断方式外延生长了多个周期垂直堆垛的InGaAs量子点,首次获得大小及密度可调的In0.43Ga0.57As/GaAs(001)矩阵式量子点DWELL结构。样品外延结构大致为500nm的GaAs、多个周期循环堆垛InGaAs量子点和60ML的GaAs隔离层等。生长过程中用反射式高能电子衍射仪(RHEED)实时监控,样品经退火后使用扫描隧道显微镜(STM)进行表面形貌的表征。
  • 综述·进展
    靳彦岭, 任鹏刚, 王佳一, 耿家慧, 陈争艳, 任芳, 孙振锋
    功能材料. 2023, 54(7): 7050-7059. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2023.07.007
    光催化技术是解决当今人类社会中环境问题和能源危机两大问题的有效方式,开发高效的光催化剂成为本领域研究的热点。碳量子点是一种新型碳纳米材料,因其独特的上转换发光特性和优异的光生电子传递特性,在光催化领域受到广泛关注和研究。介绍了光催化降解污染物的机理,碳量子点的性能,着重综述了碳量子点在光催化降解水环境中有机污染物的研究进展,探讨了碳量子点在光催化降解中的研究目前存在的问题及未来的发展方向。
  • 研究 开发
    薛霏;孟宪权;刘义鹤
    . 2014, 45(01): 25-0.
    在LSS(liquid–solid–solution)多相体系中,制得了CdSe、CdSe/ZnS量子点和Eu掺杂的量子点。利用TEM、XRD、PL、EDX对产物进行了表征。TEM结果显示,所得的量子点形貌规则,尺寸均匀;XRD结果显示,CdSe/ZnS量子点呈六方晶系;PL结果对比表明,合适厚度壳层ZnS包覆后的CdSe量子点发光效率明显提高,发光峰的半高宽有大幅度提高,并分析了所得的结果;掺杂稀土元素Eu后,CdSe(Eu)量子点在红光区域产生了新的发光峰,而CdSe(Eu)/ZnS量子点在红光区域内没有出现发光峰,并阐明了这种现象的原因。
  • 综述·进展
    刘美娜, 马小芳, 李程豪, 童金辉, 周桂江, 关晓琳
    功能材料. 2021, 52(6): 6033-6046. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2021.06.006
    量子点(quantum dots, QDs)是一种尺寸在1~10 nm的半导体纳米晶体,具有特殊的光、电、磁学性质,在定量分析、生物医学、太阳能电池等领域前景巨大。其中铜铟硫(CuInS2)三元QDs因其不含毒性重金属元素镉或铅,且荧光性质稳定,从而被认为是一种理想的绿色环保型荧光纳米材料。详细介绍了CuInS2三元QDs的研究进展,从基本性质出发,阐述了其光学特性,重点介绍CuInS2三元QDs在有机相和水相中不同的合成方法,以及如何通过表面修饰功能分子的方法增强其水溶性和生物相容性,满足生物医学应用的要求。同时,总结了CuInS2三元QDs在生物分子定量检测、体外细胞成像和体内生物成像多领域的研究进展情况,并对该类材料在发展过程中有待解决的问题进行了展望。
  • 热点·关注 (2020年度重庆市出版专项资金资助项目)
    马然, 廖春燕
    功能材料. 2021, 52(11): 11031-11039. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2021.11.005
    由于平均寿命增加及人口结构老龄化,我国恶性肿瘤发病/死亡率已居全球第一。尽管目前已开发出许多新型的肿瘤治疗方法,如光热、免疫疗法等,但化疗仍然是癌症治疗的首选方案。然而严重的毒副作用极大限制了化疗药物的使用并影响药物的疗效。为解决这一问题,人们选用纳米载体递送化疗药物。在众多载体材料中,无重金属量子点因具有丰富的表面状态、易于修饰的表面结构、较大的比表面积和低毒性等特点,已成为目前的研究热点。简要介绍了在化疗药物递送领域被研究应用得最多的几种无重金属量子点,即碳量子点(CQDs)、石墨烯量子点(GQDs)、黑磷量子点(BPQDs)和氧化锌量子点(ZnO QDs)的常用合成方法,重点综述了它们在化疗药物递送方面的研究进展,并展望了其主要发展方向。
  • 工艺 技术
    周曦;杨宇
    . 2014, 45(15): 30-0.
    Baidu(2)
    摘 要:利用离子束溅射制备双层Ge/Si量子点,通过变化Si隔离层厚度和Ge沉积量研究了埋层应变场对量子点生长的影响。实验中观察到隔离层厚度较薄时,双层结构中第二层量子点形成的临界厚度减小,生长过程提前;此外,随着Ge沉积量的增加,第二层量子点密度维持在一定范围,分布被调制的同时岛均匀长大呈现单模分布。增大隔离层厚度,埋层岛的生长模式在第二层岛生长时得到复制。本文通过隔离层传递的不均匀应变场解释了量子点生长模式的变化。
  • 研究 开发
    董英鸽
    . 2015, 46(06): 11-0.
    Baidu(5)
    利用反应釜制备碳量子点并通过氨水和乙二胺使其表面氨基化,在水热反应条件下制备二氧化钛,然后将氨基化碳量子点与二氧化钛复合得到复合催化剂。氨基化碳量子点荧光强度增强;复合催化剂的荧光猝灭,可见光区吸收增强。在可见光的照射下单独的量子点和二氧化钛没有明显的催化作用,而复合催化剂加快了亚甲基蓝的降解。氨水修饰的碳量子点与二氧化钛复合能够在15分钟内降解完亚甲基蓝,乙二胺修饰的碳量子点与二氧化钛复合只需要10分钟,由此可见氨基化量子点与二氧化钛复合能够促进对可见光的利用。
  • 研究·开发
    王宇芃;杜婕;王胜江;吴拥中;徐成伟;郝霄鹏
    . 2013, 44(S1): 48-52.
    采用微波辐射加热的方法,在水相中一步合成出高质量的谷胱甘肽修饰的Zn1-xCdxTe 三元量子点,利用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和荧光发射光谱(PL)等技术表征产物的物相结构和光学性质。研究了不同反应条件(如反应时间、Cd2+/Zn2+投料比、反应温度、前躯体溶液pH值)对量子点荧光性能的影响。采用MTT法研究Zn1-xCdxTe 三元量子点的细胞毒性,进一步将制备好的三元量子点与肌动蛋白抗体结合作为荧光探针初步应用于细胞标记。
  • 研究 开发
    颜爱国;薛继武;冯起芹;石亮;王建龙
    . 2014, 45(02): 21-0.
    本文采用共沉淀法,在3-巯基丙酸(MPA)为表面修饰剂下,成功制备出Mn2+掺杂水溶性ZnS量子点。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计等表征方法研究了Mn2+掺杂剂及掺杂量对ZnS量子点的晶体结构、形貌和发光性能等的影响。结果表明:所得产物为ZnS立方型闪锌矿结构,样品呈不规则球形,粒径主要集中在9.7nm左右;在320nm激发下,Mn2+掺杂ZnS量子点出现两个发射波峰,分别位于587nm和637nm处,其中587nm处的发射波峰为ZnS表面态缺陷发光,而637nm处的发射波峰则属于Mn2+: 4T1-6A1能级特征发光。同时,利用红外吸收光谱对Mn2+掺杂水溶性ZnS量子点的形成机理进行了初步探讨。
  • 工艺 技术
    周明
    . 2015, 46(S1): 16-0.
    根据水力空化原理,设计出了一套水力空化反应堆,并以葡萄糖和丙氨酸为原料,采用水力空化法成功制备出了碳量子点。通过透射电子显微镜、高分辨率的透射电子显微镜、拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、荧光分光光度计和紫外-可见光分光光度计等手段对碳量子点形貌、结构和光学性质进行了表征。实验结果显示,水力空化法合成出的碳量子点具有分散性好、粒径均匀、良好的水溶性、氮掺杂、表面富含大量功能性基团、多波长激发等特点。此外,只需通过调节反应设备容器,即可扩大生产规模,为其工业化大批量生产生奠定了基础。
  • 工艺·技术
    何亚萍
    功能材料. 2018, 49(4): 4203-4206. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2018.04.038
    主要通过水热法合成了石墨烯量子点,并对合成的石墨烯量子点进行了相关表征。具体的合成步骤为:(1) 采用Hummers方法合成氧化石墨烯;(2) 硼氢化钠和柠檬酸钠还原氧化石墨烯;(3) 以浓硫酸与浓硝酸预氧化石墨烯;(4) 膨化处理;(5) 水热处理;(6) 透析处理,得到石墨烯量子点。表征主要包括紫外光谱,荧光光谱表征,还有电化学和电致发光分析表征。结果表明,所合成的石墨烯量子点具有良好的紫外和荧光响应信号和稳定的化学发光信号。
  • 综述·进展
    肖秀婵, 秦淼, 李强林, 任亚琦, 周筝
    功能材料. 2019, 50(9): 9063-09068. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.09.010
    碳量子点因其具有易于制备、性能稳定、荧光量子转化效率高、成本低廉和环境友好等优点而备受关注。综述了近些年来,碳量子点荧光材料的制备方法及其在金属离子检测领域的应用,并为绿色高效碳量子点的制备与绿色应用的关键技术提供新的理念和思路。
  • 工艺·技术
    潘婧, 苏丽君, 杜丽勇, 关欣, 张光华, Samira Agbolaghi
    功能材料. 2023, 54(6): 6224-6229. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2023.06.029
    基于水热法和旋涂法制备了不同Eu掺杂浓度(0,0.05,0.10和0.15 mol/L)的ZnO量子点,在Eu掺杂ZnO量子点的基础上制备了光阳极薄膜,并以此为光阳极制备出量子点敏化太阳能电池。研究了Eu掺杂浓度对ZnO薄膜微观形貌、晶体结构、光谱性能及电池光电性能的影响。结果表明,水热法制备出的Eu掺杂ZnO纳米棒属于六方纤锌矿结构,Eu的掺杂未生成新的产物,但细化了ZnO纳米棒阵列的直径,直径分布为45~60 nm,高度约为1.2 μm,ZnO纳米棒的取向性和均匀性得到了改善。Eu掺杂后缩小了ZnO的禁带宽度,降低了ZnO的光致发光强度,提高了电子对的分离能力。当Eu掺杂浓度为0.10 mol/L时,ZnO的禁带宽度最小为3.09,且光致发光强度最低。Eu的掺杂改善了基于ZnO为对电极组装的量子点敏化太阳能电池的光电性能,当Eu掺杂浓度为0.10 mol/L时,光电转换效率最高可达4.03%,对电极的电荷传递阻抗最低为1.38 Ω,对应对电极的交换电流密度最大为9.92 mA/cm2,光电性能最佳。
  • 综述·进展
    程朝歌, 李 敏, 吴琪琳
    功能材料. 2017, 48(4): 4033-4040. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2017.04.006
    Baidu(2)
    石墨烯量子点自首次发现以来便受到广泛的关注,然而由于石墨烯量子点结构的异质性,目前对于其发光机理的研究仍不明晰。借助现代分析表征技术全方位地解析石墨烯量子点的微观结构,对深入研究其发光机理具有重要意义。介绍了用于石墨烯量子点微观结构研究的一些常规表征手段及其发展现状,并对近期用到的一些先进表征技术(特别是联用技术)在石墨烯量子点微观结构和生物成像方面的研究进行了综述。最后对石墨烯量子点的表征技术以及研究趋势进行了展望。
  • 工艺·技术
    张小雪, 孙维良, 张友德, 武超, 邓国志
    功能材料. 2022, 53(2): 2187-2192. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2022.02.028
    利用从大庆油田土壤中筛出的耐重金属真菌季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma sp.)还原硝酸银和亚硫酸钠合成硫化银(Ag2S)量子点,并通过X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射(XRD)、倒置荧光显微镜、扫描电镜(SEM)对合成的硫化银(Ag2S)量子点进行表征,同时研究了合成的硫化银(Ag2S)量子点的抗菌性。结果显示,通过Meyerozyma sp.菌合成Ag2S QDs,具有单斜α-Ag2S晶型,在410 nm左右处具有最大吸收峰,对铜绿假单胞菌、大肠杆菌分别在30和90 min时抗菌率达到100%,对芽孢杆菌在2 h内抗菌率约为99.9%。通过SEM分析硫化银(Ag2S)量子点使细菌细胞表面发生凹陷、破碎。研究表明硫化银(Ag2S)量子点对革兰阴性菌包括Escherichia coli和Pseudomonas aeruginosa以及革兰氏阳性菌Bacillus均有显著的抗菌性,可能是由于小粒径的硫化银(Ag2S)量子点吸附在细菌细胞膜表面,造成膜的损伤,进而导致细胞死亡。
  • 综述 进展
    李婷;唐吉龙;方芳;房丹;方铉;楚学影;李金华;王菲;王晓华;魏志鹏
    . 2015, 46(09): 21-0.
    摘 要: 碳量子点( CQDs, C-dots or CDs) 是一种新型的碳纳米材料,尺寸在10nm以下,具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能,是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。自从2006年报道了碳量子点(CQDs)明亮多彩的发光现象后,世界各地的研究小组开始对CQDs进行了深入的研究。最近几年的研究报道了各种方法制备的CQDs在生物医学、光催化、光电子、传感等领域中都有重要的应用价值。这篇综述主要总结了关于CQDs的最近的发展,介绍了CQDs的合成方法、表面修饰、掺杂、发光机理、光电性质以及在生物医学、光催化、光电子、传感等领域的应用
  • 综述·进展
    陈秋菊, 谢奇龙, 马莉萍, 王琼, 胡云楚, 王文磊
    功能材料. 2018, 49(11): 11052-11060. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2018.11.009
    锌基量子点具有独特的光学特性、低毒性以及生物相容性好的优势,使锌基量子点在分析检测及生物标记中得到了广泛的应用。基于锌基量子点的研究进展,在阐述其合成方法、功能化修饰等基础上,系统论述了锌基量子点在生物化学传感领域的应用,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。
  • 热点·关注
    王继红, 罗子江, 周勋, 丁召
    功能材料. 2017, 48(5): 5023-5027. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2017.05.005
    Baidu(2)
    采用间歇式As中断方法利用分子束外延(MBE)生长了不同厚度的InGaAs量子点,并通过反射式高能电子衍射仪(RHEED)以及扫描隧道显微镜(STM)对其表面进行形貌表征与分析。研究发现间歇式As中断方法有利于改善量子点的均匀性,同时量子点的表面形貌特征由生长温度和沉积厚度决定;量子点沉积厚度越大,量子点面密度越高;在一定生长温度范围内,生长温度越高量子点分布均匀性越强,反之则越弱;研究还发现InGaAs量子点的生长过程中存在3个截然不同的阶段和两种明显的生长模式转变点,3个阶段分别是层状生长阶段、量子点形成阶段和量子点自合并成熟阶段,两种生长模式转变点分别是SK转变和量子点自合并熟化转变。