量子点
量子点的工作原理
量子点的工作原理
量子点是一种纳米级半导体结构，由几十个至几百个原子组成。
其工作原理基于量子力学中电子能级的离散性质。
在普通的半导体材料中，电子能级是连续的，电子可以在能带中自由移动。
而在量子点中，由于其尺寸非常小，电子无法自由运动，而是被量子限制在能级中。
量子点的大小可调，当它的尺寸与电子波长相当时，量子点具有特殊的电子结构。
量子点的能带结构会发生变化，使得只有特定的能级被允许，其它能级被禁止。
因此，量子点可以被看作是一种人工设计的能带结构。
当光照射到量子点上时，电子会从基态跃迁到激发态，被能量激发起来。
这些被激发的电子在激发态上滞留相当长的时间，形成激发的载流子。
当载流子回到基态时，它们会释放出能量，产生特定波长的光。
这个现象被称为荧光。
由于量子点的能级离散性质，不同尺寸的量子点会发射不同波长的荧光光谱。
基于这个原理，量子点在光电子学、生物医学成像、光催化等领域得到广泛应用。
通过调节量子点的尺寸，可以精确控制其发射的荧光波长，为荧光标记、显示技术等提供了新的可能性。
量子点尺寸范围
量子点尺寸范围量子点尺寸范围是指在纳米级尺度下的一种新型材料。
量子点是一种具有特殊电子结构的半导体纳米结构，其尺寸通常在1到10纳米之间。
量子点具有许多独特的物理和化学性质，使其在光电子学、生物医学和能源领域等有着广泛的应用前景。
一、量子点的基本概念量子点是一种半导体纳米材料，其尺寸小于其波长，从而使得其电子行为受到量子力学效应的限制。
量子点可以看作是一个三维空间中的电子“陷阱”，电子在其中仅能取离散的能级，且能级之间的差异与量子点的尺寸密切相关。
二、量子点尺寸对性质的影响量子点的尺寸对其性质有着显著的影响。
当量子点尺寸较小时，由于其电子受限于离散的能级，其能带结构发生变化，能级间距增大，能带宽度减小，从而使得量子点的能带结构变得更加复杂。
三、量子点尺寸对光学性质的影响量子点的尺寸对其光学性质有着重要的影响。
量子点可以吸收入射光的能量，并发射出具有特定波长的光。
量子点的尺寸决定了其能带结构，从而决定了其能够吸收和发射的光的波长。
因此，通过调控量子点的尺寸，可以实现对所发射光的波长的调控，从而用于光电子学器件的制备。
四、量子点尺寸对电子输运性质的影响量子点的尺寸也对其电子输运性质有着重要的影响。
量子点中的电子受到离散能级的限制，因此在输运过程中会发生一系列的量子力学效应，如量子隧穿和量子干涉。
这些量子效应使得量子点的电子输运性质与传统的宏观材料有着显著的差异。
五、量子点尺寸对生物医学应用的影响量子点在生物医学领域具有广泛的应用前景。
由于量子点具有可调控的光学性质，可以用于生物标记、荧光成像和癌症治疗等方面。
通过调控量子点的尺寸和表面修饰，可以实现对其生物相容性和生物分子识别能力的调控，从而实现对生物系统的精确控制。
六、量子点尺寸对能源应用的影响量子点在能源领域也具有重要的应用潜力。
由于量子点具有较高的量子效率和较窄的发射光谱宽度，可以用于太阳能电池、发光二极管和荧光探针等方面。
通过调控量子点的尺寸和表面修饰，可以实现对其吸收光谱和发射光谱的调控，从而提高能源转换效率。
量子点的应用及研究进展
量子点的应用及研究进展量子点是一种具有特殊性质的纳米材料，由数十至数百个原子组成，呈现出一维、二维或三维结构。
由于其微小的尺寸和量子效应的存在，量子点具有独特的光学、电学和磁学性质，因此在许多领域中有广泛的应用。
以下是关于量子点应用及研究进展的基本介绍。
1.光学应用：量子点可被用作照明技术领域的荧光材料，可以制造出更高效的发光二极管（LED）和荧光板。
由于其可以调控颜色和发光强度的能力，量子点在显示技术中被广泛应用，如高分辨率显示器和电视显示屏等。
此外，量子点还可以用于生物荧光成像、生物传感和生物荧光标记等领域。
2.光电子学应用：量子点具有窄带隙和较高的电子迁移率特性，这使得它们成为高效能量转换材料的理想选择。
量子点太阳能电池具有高吸收效率和较低成本，已成为新型能源技术的研究热点。
此外，量子点还可用于光电子器件，如激光器、光纤通信和光传感器等领域。
3.生物医学应用：量子点在生物医学领域中有广阔的应用前景。
由于其优异的光学性质，量子点可用于生物成像，如荧光标记和生物分子探测等。
此外，量子点还可以用于药物递送系统和癌症治疗，通过调控量子点的表面性质和功能，可以实现精确、高效的药物释放和靶向治疗。
4.传感器应用：量子点作为高灵敏度和高选择性的传感器，被应用于环境监测、食品安全和生物传感等领域。
例如，量子点可以用于检测重金属离子、有机污染物和生物分子等，具有快速响应和高灵敏度。
尽管量子点在各个领域有广泛的应用前景，但目前仍存在一些挑战需要克服。
例如，量子点的合成方法和表面修饰技术需要进一步改进，以提高材料的稳定性和可控性。
此外，量子点的生物相容性和生物安全性等问题也需要重视。
总体而言，量子点的应用及研究进展正在迅速发展，各个领域都在探索量子点材料的新应用。
通过不断地研究和创新，相信量子点将在未来为我们开创更多的科技突破。
量子点发光原理
量子点发光原理
量子点发光原理，简称量子点技术或量子点发光技术，是一种利用半导体纳米材料的特性，使其在受到激发或激发光源的照射后发出可见光的技术。
量子点是一种纳米尺度的半导体材料，通常由几十个到几百个原子组成，其尺寸很小，约为1~10纳米，因此被称为“量子”。
量子点发光的原理可以通过“量子限域效应”来解释。
根据量子力学理论，当半导体材料的尺寸缩小到纳米级别时，其电子的能量级之间的间隔也相应地增大。
当外界能量作用于这些量子点时，电子会从低能级跃迁到高能级，吸收能量，并在跃迁回低能级时释放出能量。
这些能量的差别导致了发光现象的产生。
在量子点材料中，能带之间的能量级差距取决于其大小，因此可以通过控制量子点的尺寸来调节其发光颜色。
较小的量子点会导致较大的能带间隔，从而产生较高的能量级差，对应于蓝色或紫色光的发射。
而较大的量子点则对应于较低能量级差，会发射较长波长的光，如绿色或红色。
与普通的荧光材料相比，量子点具有色纯度高、发光效率高、发光色彩可调性广等优点。
这使得量子点技术在显示技术、照明、生物成像和光电器件等领域有广泛的应用前景。
总的来说，量子点发光原理基于量子特性，在纳米尺度下调控半导体材料的能带间隔，使其发出可见光。
这种技术的优越性使得它在未来的光电子学领域有着重要的应用潜力。
关于量子点的相关知识综述
关于量子点的相关知识综述量子点（Quantum Dots）是指粒子直径尺寸小于激子波尔半径且具有明显量子效应的半导体纳米结构，也被称作半导体纳米晶。
它既可以由一种半导体材料制成，例如由Ⅱ-Ⅵ族元素（CdTe、CdS、ZnSe、CdSe等）或Ⅲ-Ⅴ族元素（InAs、InP等）组成，也可以由两种及两种以上的半导体纳米材料组成。
作为一种新型的半导体纳米材料，量子点具有很多优良的特性。
1.量子点的性质（1）量子点的发射光谱能够通过改变量子点的粒子尺寸大小来控制。
通过改变量子点的化学组成成分和粒径大小能够使其发射光谱遍布整个可见光区。
利用量子点的这一性质可以制备荧光光谱特征不同的量子点。
（2）量子点有着很好的光稳定性相比于传统的荧光试剂。
量子点的荧光强度和稳定性比起传统有机荧光材料罗丹明6G强好几十倍以上。
因此量子点在生物标记方面有着广泛的应用，为研究长期相互作用的分子之间提供了重要的作用。
（3）量子点同时具有宽且连续的激发光谱和窄的发射光谱。
利用同一激发光源即可对不同尺寸的量子点进行同步检测，因此可以用作多色标记，极大地促进和发挥了荧光标记的应用。
（4）量子点具有较大的期托克斯位移[8]。
期托克斯位移（Stokes shift）是指量子点的最大紫外吸收峰位与荧光发射峰位所对应的波长之间的差值。
量子点的另一个优异的光学性质就是其具有宽的期托克斯位移，这是量子点显著的光谱特性，这样可以避免发射光谱与激发光谱的重叠，有利于荧光光谱信号的检测。
图1 斯托克斯位移示意图（5）量子点有着极好的生物相容性。
量子点经过各种化学修饰以后，不但能够提高它的光稳定性和量子产率[9, 10]，而且有利于进行特异性结合，另外其毒性较低，对其他生物体的危害小，可以进行生物活体的标记和检测。
（6）量子点具有很长的荧光寿命。
量子点的荧光寿命可持续数十纳秒，相比于有机荧光染料的寿命几纳秒[11]长很多，当进行光激发以后，多数物质的自发荧光会发生衰变，而量子点的荧光却依旧存在，此时即可采集到无背景干扰的荧光信号。
量子点
半导体量子点材料的制备技术
可以看出用这种方法制 备量子点尺寸均匀、具 有严格的对称性。但是 用这种方法制备的量子 点受光刻水平的限制， 不可能刻蚀出更小的量 子点。于是人们利用高 分辨率聚焦电子、离子 束、X射线代替光束对材 料进行刻蚀，从而制备 出线宽更小的量子线和 量子点。利用这种方法 原则上可以制备最小特 征宽度为10nm左右的结 构。表1给出了这一技术
半导体量子点的主要性质
假设某时刻电子通过样品时只有两条路径,那麽由两个波函 数叠加得到的几率分布为：
当样品的尺寸远大于状态相干长度时,电子会遭受非弹性 散射,上式最后一项的平均值为零;如果样品尺寸与相位相干长 度同一量级,交叉项就会有一比值,由于通过不同路径时遇到杂 质的情况不同,所以此值随机变化. 如果在样品的两端放置两 个探头,理论上来说就能够测量到干涉结果,这就是量子干涉现 象. 所以在相位相干长度内,载流子所输运的电流不仅与其速
国内外所达到的水平”。 用光刻技术在Si衬底上制备GaAs量子点的示意图
半导体量子点材料的制备技术
国内外量子点细微加工水平
方法
国外
国内
X-ray光刻技术 最小线度80nm， 0.8～1.0μm 接触曝光 10nm
电子束光刻技 术
束斑直径 实现70nm图形，
Φ<1nm，采
一般为
用PMMA胶已 100～200nm
半导体量子点的主要性质
(a)半导体材料受限维 度变化的示意图;
(b)半导体材料受限维 度对电子态密度影 响的示意图。
（1）体相半导体； （2）量子阱；（3） 量子线；（4）量 子点。
半导体量子点的主要性质
对于纳米半导体颗粒（量子点），由于 三维限域作用，其载流子（电子、空穴）在 一个类似于准零维的量子球壳中运动，相应 的电子结构也从体相连续能带变成分裂的能 级。下图 是半导体材料从体相到量子点电子 结构变化示意图。三维限域作用导致电子和 空穴的动能增加, 使原来的能隙增大，从而使 光学吸收边蓝移。
量子点
量子点，又称为半导体纳米晶体，由于它的优异光学性能，已经引起了科学界的广泛兴趣。
[1-3] 量子点尺寸大约为1-10纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。
当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。
随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。
由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点”。
[4] 量子点具有优异的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱，宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。
通过调节不同的尺寸，可以获得不同发射波长的量子点。
窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。
由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点。
量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。
相较于体相材料,半导体胶体量子点具有量子限域效应,因而表现出特殊的光学性质。
具体表现为:(1)与尺寸相关的发光性质,可以通过尺寸的调节改变量子点的性质。
相同材料的量子点,尺寸小的量子点的吸收范围和突光发射峰的波长相比于尺寸大的量子点会有蓝移。
(2)发光效率高,光学稳定性好,和有机染料相比量子点的发光性质受自由基的影响更小,因而光学稳定性更高,可以有效地抵抗光氧化。
(3)宽而又连续的的吸收光谱,和窄并且对称的发射光谱,并且量子点可以使用单一激发光激发。
窄而对称的发射光谱使量子点的发光色彩更纯。
(4)较大的斯托克斯位移,不易自萍灭,量子点之间的劳光共振能量转移较低,使劳光效率更高。
由于大多数QDs在有机相中制备，人们必须在其表面修饰上适当的亲水性基团，使之可溶，才能进一步应用到各种生化分析体系中. 常见的修饰方法有共价偶联［10］、配体交换［9］、静电吸附［11］、表面硅烷化［10］、特异性结合［2］等. 如Mioskowsk ［9］小组采取配体交换法，成功制备了形态均一、发射光位于575nm的核-壳式结构QDs，通过此法，还可将氨基、巯基等功能基团交换到QDs表面，进而拓宽QDs应用范围；此外，Johnson ［12］利用生物素与链酶亲和素之间的特异性结合，成功将生物素化的核酸适配体（aptamer）与目标DNA结合的三明治结构和链酶亲和素功能化的双色QDs偶联，实现对DNA基因组的快速、超灵敏检测。
量子点
电弧法 溶胶凝胶法
微乳法 水热法 化学沉淀法 喷雾热解法
0 3
制备方法的优缺点
量
子 点
物理方法制备的量子点具有较高的量子产率、较窄的荧光半峰宽度、 较好的单分散性和稳定性，不足之处是相关设备很贵，试剂毒性大， 这样就存在量子点的生产成本高以及操作安全性等方面存在很多缺
制
点，从而限制了它的使用范围。
当前研究比较多的是直接对有机相中制备的量 子点进行表面修饰。此外，水相合成法由于其操 作简单、价格低廉、毒性小，且对量子点表面性 质影响较小等优点，也是当前的研究热点。
0 4
2、含Zn量子点
根 据 能 带 结 构 的 不 同 ， 量 子 点 可 以 分 为 2 类 ： 窄 禁 带 量 子 点 如 CdSe(1.7eV)
子 越性。目前已经成功应用于多种研究和应用领域，包括基本的细胞成像、临床诊
点 的
断、医学成像。随着量子点质量和表面修饰技术的提高，量子点在生物成像方面
应 有着越来越广泛的应用。量子点在生物医学成像中的研究表明量子点完全可以达
用 到与传统荧光物质一样的成像效果甚至更高，尤其是其能在活细胞中长时间的跟
踪目标分子，而传统的荧光物质是根本无法完成的。研究表明，量子点正成为在
用 离子；浓度过高的话，又会降低检测的灵敏度。缓冲溶液的种类对量子
点的表面电荷有不同影响，量子点在不同的缓冲溶液中所表现出的荧光
性质也有一定的差异。
0 5
2、量子点在生物医学领域的应用
量子点作为新型的荧光探针具有激发光波长范围宽、发射光谱宽度窄、荧光
量 强度高、稳定性好以及寿命较长等优点，这使其比传统的有机染料具有明显的优
法 Mn等。
2、量子点表面的有机修饰：量子点表面配位不足容易产生带隙表面态， 通过加入
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0 4
2、含Zn量子点
根 据 能 带 结 构 的 不 同 ， 量 子 点 可 以 分 为 2 类 ： 窄 禁 带 量 子 点 如 CdSe(1.7eV) CdTe(1.5eV)等；宽禁带量子点如ZnS(3.6eV)、ZnSe(2.7eV)和ZnO(3.4eV)。ZnS是一种
研 究 现 状
典型的Ⅱ-Ⅵ族半导体，属于宽禁带半导体材料。早期主要是将ZnS外延生长在CdSe 等量子点的表面，以构成一层或多层的宽带隙的无机材料，起到钝化内核表面缺陷 的作用，从而提高其荧光效率。 后来才有人将ZnS做成单独的量子点。
化学方法中研究最多的主要是水相合成法，这种方法合成的量子点 粒径均匀，成本低，绿色环保，缺点是会存在一些杂质，纯度不高。
0 3
量 子 点 制 备 方 法
金属-有机相合成：主要采用有机金属法，在高沸点的有机溶剂中利 用前驱体热解制备量子点，前驱体在高温环境下迅速热解并结成核晶 体缓慢成长为纳米晶粒。 通过配体的吸附作用阻碍晶核成长，并稳 定存在于溶剂中。 该方法制备的量子点具有尺度范围分布窄，荧光 量子产率高等优点。 但其成本较高且生物相溶性差，量子产率降低， 甚至发生完全荧光淬灭现象。 无机合成路线：目前常用水溶性硫基化合物，柠檬酸等做为保护剂在 水相中制备量子点。 硫基化合物，柠檬酸等与量子点的稳定性、功 能化有关，因此选择带有适当官能团的保护剂对于控制量子点的表面 电荷及其他表面特征极为重要。 水相合成量子点操作简便，重复性 高，成本低，表面电荷和表面性质可控，很容易引入官能团分子。量 子点质量的好坏直接关系到其应用研究的开展和研究成果的优劣。
0 1
量 子 点
基本特性
量子尺寸效应：量子点最大的特点是能量间隙随着晶粒的增大而改变， 晶粒越大，则能量间隙越小，反之，能量间隙越大。也就是说，量子点 越小，则发光的波长越短（蓝移），量子点越大，则发光的波长越长 （红移）。根据量子点的尺寸效应，我们就可以运用改变晶粒尺寸的方 法来改变发光光谱，而不再需要改变量子点的化学组成 。 量子限域效应：量子点是由少量的原子所构成的，由于尺寸的限制，其 内部电子在各方向上的运动都受到局限，不能再自由移动，这就是所谓 的量子限域效应。正是这种效应导致了量子点会产生类似原子一样的不 连续电子能级结构，因此量子点又被称为“人造原子”。这种“人造原 子”在被激发时也不再有普通晶体的带状光谱，而具有了像原子一样极 窄的线状光谱性质，其光谱是由带间跃迁的一系列线谱组成。
越性。目前已经成功应用于多种研究和应用领域，包括基本的细胞成像、临床诊
断、医学成像。随着量子点质量和表面修饰技术的提高，量子点在生物成像方面 有着越来越广泛的应用。量子点在生物医学成像中的研究表明量子点完全可以达 到与传统荧光物质一样的成像效果甚至更高，尤其是其能在活细胞中长时间的跟 踪目标分子，而传统的荧光物质是根本无法完成的。研究表明，量子点正成为在 医学成像中一种有力的荧光探针和诊断工具，对研究疾病的发病机理、特别是荧 光探针对癌细胞的成像等方面将会发挥巨大的作用。
ZnSe 量子点是一种宽禁带半导体材料，
其禁带宽度为 2.7eV(460nm) ，能发射蓝色可 见光 。由于ZnSe量子点无毒，生物相容性好， 因而也受到了研究者的重视。ZnSe量子点可 以在水相中直接合成，但是产率降低。
0 4
研 究 现 状
2、含Zn量子点
ZnO量子点也是一种宽禁带半导体材料。ZnO的结构为六方晶体纤锌矿 结构，晶格常数a=3.249，c=5.206。ZnO晶胞中每个Zn原子与4个O原子按 四面体分布，室温下其禁带宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV，比室 温热离化能 (26meV) 大很多。激子不易发生热离化。与 ZnSe(22meV) 、 ZnS(40meV)相比，ZnO是一种室温下优良的紫外发光材料。但ZnO量子点 在水相中的光学稳定性和水溶性很差 。
浅谈量子点
College of Materials Science and Engineering, Fuzhou University
组员：万佳琪、杨克伟、陈小宇、方义 导师：冯苗
目 录
Contents
1 2
量子点 量子点的分类
3
4 5
量子点制备方法
量子点研究现状 量子点的应用
0 1
量 子 点
0 1
量 子 点
基本特性
量子隧道效应：对于纳米材料来说，是不可忽视的。粒子的大小达到纳 米尺度时，电子显现出明显的波动性，当自身的能量小于宏观势垒的能 量时，纳米粒子的能量能够使其成功穿越势垒，也就是说利用穿越势垒
的方式，使得一个量子阱进入另一个量子阱，而宏观物质却没有微观粒
子的这种穿透效应，这就是量子隧道效应。
离子；浓度过高的话，又会降低检测的灵敏度。缓冲溶液的种类对量子
点的表面电荷有不同影响，量子点在不同的缓冲溶液中所表现出的荧光 性质也有一定的差异。
0 5
2、量子点在生物医学领域的应用
量子点作为新型的荧光探针具有激发光波长范围宽、发射光谱宽度窄、荧光
量 子 点 的 应 用
强度高、稳定性好以及寿命较长等优点，这使其比传统的有机染料具有明显的优
研 究 现 状
我们且称作“量子点”。
目前，量子点生物技术首 先在医药学上得到应用， 量子点电视显示屏已经出 现，量子点 LED （ QLED ） 光源也在实验室里诞生。
2000年以后，量子点制备技术的提 高带动了其应用领域的发展，尤其 是量子点技术的光谱随尺寸可调、 斯托克斯位移大、发光效率高、发 光稳定性好等一系列独特的光学性
定义
1981 年， 1 种全新概念的纳米级半导体 发光粒子被发现，我们且称作“量子
点”。量子点是在纳米尺度上的原子和
分子的集合体，主要是由 Ⅱ-Ⅵ 族和 ⅢⅤ族元素组成的均一或核壳结构纳米颗
粒，又称半导体纳米晶体。
量子点电镜图片
量子点是由有限数目的原子组成，是准零维的纳米材料，三个维度 尺寸均在纳米数量级。
0 3
量子点的表面修饰
通常制备的量子点水溶性较差，为了改变这一状况，我们一般对量子点进 行表面修饰。常用的量子点表面修饰技术可归纳为表面无机修饰和表面有 机修饰两大类。
1、量子点表面无机修饰：单独的量子点颗粒容易受到杂质和晶格缺陷的影响，荧 光量子产率低。 当以其为核心，用另一种半导体材料包覆，形成核壳结构，可以 将量子产率提高，并在消光系数上有很强的增加，因而有很强的荧光发射。无机修 饰还有掺杂量子点，研究得较多的是CdS、ZnS、CdSe、ZnSe、CdTe等掺杂cu、Ag、 Mn等。 2、量子点表面的有机修饰：量子点表面配位不足容易产生带隙表面态， 通过加入 有机表面活性等有机配位体与量子点表面离子键合，可以提高表面原子配位的饱和来自0 1量 子 点
基本特性
量子点的基本特性有：量子表面效应、尺寸效应、量子限域效应、宏 观量子隧道效应 。
量子表面效应：随着构成量子点的原子数量的减少，粒径也随之减小， 比表面积随之增大。在化学性质方面，由于大部分原子都位于其颗粒 表面，又使得化学性质异常活泼，极易产生宏观状态条件下不能发生 的化学反应；在光学性质方面，其反射系数会随着粒径的减少而显著 降低。粒径越小，则颜色越深，即纳米颗粒的光吸收能力越强，呈现 出 宽 频 带 强 吸 收 光 谱 ， 直 至 成 为 黑 色 。
电弧法
溶胶凝胶法 微乳法
化学方法
水热法
化学沉淀法 喷雾热解法
0 3
制备方法的优缺点 量 子 点 制 备 方 法
物理方法制备的量子点具有较高的量子产率、较窄的荧光半峰宽度、 较好的单分散性和稳定性，不足之处是相关设备很贵，试剂毒性大， 这样就存在量子点的生产成本高以及操作安全性等方面存在很多缺 点，从而限制了它的使用范围。
0 1
量 子 点
基本特性（光学）
1、量子点纳米颗粒具有良好的线性光学性质，主要体现在发射峰窄、 吸收峰宽 。（量子尺寸效应） 2、量子点荧光材料非常稳定，可以经受反复多次的激发，具有较高 的发光效率 。（量子限域效应） 3、量子点荧光材料的发光性质可以通过改变量子点的尺寸来加以调 控。通过改变量子点荧光材料的尺寸和化学组成可以使其荧光发射波 长覆盖整个可见光区。
0 5
1、量子点用于检测重金属离子
量 子 点 的 应 用
量子点由于其荧光特性，加入金属离子会产生荧光增强或荧光猝灭的 现象，因此，量子点可以用于重金属离子的检测。在重金属离子的检测 过程中，量子点浓度对目标重金属离子的检测有一定的影响。浓度低， 会提高其灵敏度，不过线性范围变窄，故不能准确的检测体系中重金属
能更是成为近年来研究的焦点，并
取得了重大进展 。
0 4
1、含Cd量子点的研究现状
含镉量子点有很多种，如CdSe量子点、核壳结构 CdSe/ZnS量子点、CdTe、
CdSe、CdS、CdS/ZnS、CdSe/CdS等 。早期含镉量子点通常采用胶体化学方法在有
研 究 现 状
机体系中合成。但是这样的量子点容易受杂质和晶格缺陷的影响，量子点的产率很 低。经过科学家的不断努力，利用纳米粒子的有效限域载流子效应能使其量子点产 率达到50%。但这些工作中使用的原料仍然为剧毒、易燃、昂贵和室温不稳定的二 甲基镉。近年来，人们已经开始采用无毒、稳定且价廉方法制备含镉量子点。 当前研究比较多的是直接对有机相中制备的量 子点进行表面修饰。此外，水相合成法由于其操 作简单、价格低廉、毒性小，且对量子点表面性 质影响较小等优点，也是当前的研究热点。
箱形量子点
0 2
量 子 点 的 分 类
球形量子点
量子点按其几何形状
柱形量子点 立方量子点
盘形量子点和外场（电 场和磁场）诱导量子点
元素半导体量子点 按其材料组成 化合物半导体量子点 异质结量子点
按其电子与空穴的量子封闭 作用
1型量子点 2型量子点
0 3