Cu基量子点对TiO2的敏化及其应用

针对染料和Cd S等量子点敏化剂存在的不足,开发廉价、易合成、无毒无害、催化性能好且带隙较窄的Cu基量子点材料成为敏化剂研究的重点之一.综述了Cu基量子点对Ti O2的敏化方式、Cu基量子点敏化Ti O2的光响应性和电荷传递性能及在不同领域的应用的研究进展,并对Cu基量子点敏化Ti O2在光催化制氢领域的研究重点进行了分析和总结.     

作为生物荧光标记物的量子点

与传统的有机染料相比,量子点具有强度高、稳定性好、能够用一种波长的光源激发多种波长荧光的特性.由于可以与抗体等生物分子共价结合,量子点可作为很好的荧光探针用于各种标记性研究.本文阐述了量子点的特性、在合成及生物结合方面的最新进展以及量子点在生物医药学中的应用.     

量子点特性及荧光标记应用

量子点是直径在1～100 ml的一类半导体纳米粒子.与传统的有机荧光标记物相比,具有独特的光谱特性和良好的光化学稳定性,是一种理想的荧光标记物.本文概述了量子点基本知识及特性、标记方法以及在生物材料荧光标记中的应用及发展前景.量子点在荧光分析领域将开辟一种新的方法,在分析领域的应用也将对生命科学研究产生重要的影响.     

量子点、量子点分子及耦合腔场的纠缠动力学

考虑了各含一个二能级的量子点和一个三能级隧穿量子点分子的两耦合腔系统,导出了量子点、量子点分子与腔场发生共振相互作用,量子点处于激发态,量子点分子处于基态,腔场均处于真空态的初始条件下系统的态矢量,运用Negativity度量子系统间的纠缠,采用数值计算的方法研究了量子点原子与量子点分子之间,腔中量子点（量子点分子）与腔场之间和两个腔场之间的纠缠特性,探讨了腔场间的耦合系数及量子点分子的隧穿强度对纠缠特性的影响.结果表明,与弱腔场耦合相比,在强腔场耦合情况下,量子点、隧穿量子点分子与腔场之间的纠缠及腔场之间的纠缠减弱,量子点分子与隧穿量子点分子之间纠缠增强;在腔场弱耦合或强耦合下,随着量子点分子隧穿强度的增加,量子点与量子点分子间及量子点与腔场间的纠缠强度受影响程度较小,只有量子点分子与腔场纠缠出现明显减弱.     

量子点、量子点分子及耦合腔场的纠缠动力学

考虑了各含一个二能级的量子点和一个三能级隧穿量子点分子的两耦合腔系统, 导出了量子点、量子点分子与腔场发生共振相互作用,量子点处于激发态,量子点分子处于基态,腔场均处于真空态的初始条件下系统的态矢量,运用Negativity度量子系统间的纠缠,采用数值计算的方法研究了量子点原子与量子点分子之间,腔中量子点 (量子点分子)与腔场之间和两个腔场之间的纠缠特性,探讨了腔场间的耦合系数及量子点分子的隧穿强度对纠缠特性的影响. 结果表明,与弱腔场耦合相比,在强腔场耦合情况下,量子点、隧穿量子点分子与腔场之间的纠缠及腔场之间的纠缠减弱,量子点分子与隧穿量子点分子之间纠缠增强;在腔场弱耦合或强耦合下,随着量子点分子隧穿强度的增加,量子点与量子点分子间及量子点与腔场间的纠缠强度受影响程度较小,只有量子点分子与腔场纠缠出现明显减弱.     

CdTe/CdS/ZnS量子点的水相合成及光学特性研究

用巯基乙酸作为稳定剂,采用水相合成的方法合成水溶性CdTe量子点、CdTe/CdS核/壳型量子点和CdTe/CdS/ZnS核/壳/壳型量子点.研究了稳定剂的投入量、反应时间和反应环境pH值等合成条件对这三种量子点发光性能的影响.实验结果表明:通过调节稳定剂的投入量、反应时间和pH值等实验条件,可以实现对量子点光学性质的调节,并使其达到最优值.同时,用X衍射分析仪表征了三种量子点的结构,表明三种量子点具有相同的立方(cubic)晶型结构.     

水溶性CdTe/CdS量子点的制备及发光特性

采用水相合成法,以三种不同的稳定剂：巯基乙醇,巯基乙酸和巯基乙胺制备了CdTe/CdS核壳结构的量子点.研究了反应时间和稳定剂的种类对量子点荧光的光学特性的变化趋势的影响.结果表明,随着量子点晶体生长时间的增加,量子点的荧光峰向红移,荧光发射强度增加,半峰宽几乎保持不变.稳定剂的种类对量子点的荧光发射峰的波长有较大的影响.采用CdS对CdTe进行包裹,制备壳核结构的CdTe/CdS量子点.包裹后能增强水相制备过程中量子点在水相中的荧光强度和发光稳定性,改变量子点的荧光特性.采用红外光谱,对稳定剂和量子点之间的连接关系进行了初步探讨,并采用透射电子显微镜,对CdTe/CdS量子点的微观形态进行观察.     

隧穿量子点分子Jaynes-cummings模型的Berry相位

为了给量子系统的几何相位调控提供建议,利用全量子理论研究了一个隧穿双量子点分子与量子化单模场相互作用系统的Berry相位,探讨了量子场平均光子数、场-量子点失谐量、隧穿能级失谐量、隧穿强度以及场-量子点线性和非线性耦合对系统几何相位的影响.数值计算结果表明,在系统本征能级反交差区域附近,可以通过调节外加在量子点分子上的电压方便地对系统的Berry相位实现高效调控,这一结论在实现量子计算方面有潜在应用价值.     

表面处理对反相微乳液中Ⅱ-Ⅵ族量子点的影响(英文)

以对二甲苯为连续相,水为分散相,聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)嵌段聚合物为表面活性剂,制备ZnSe和ZnMnSe量子点.在量子点表面覆盖一层Zn(OH)2使其发生钝化,再加水引起相分离,选择合适的有机溶剂可从反相微乳液中成功分离出上述量子点,分离后的量子点保持荧光特性且量子点荧光有显著增强.经11-巯基十一烷酸表面修饰,分离的量子点可分散在水中形成透明溶液.采用X-射线衍射、透射电镜、动态激光光散射和荧光光度计表征晶体结构、形貌、尺寸分布和荧光特性,讨论了使量子点稳定的表面保护机理.研究结果表明,嵌段聚合物分子吸附在量子点表面,阻碍了其氧化进程,表面钝化可修补晶体部分缺陷,使分离的量子点荧光增强,稳定期达数月之久.     

CdSe水溶性量子点的制备及性能研究

为了解决合成CdSe量子点的方法多、反应条件苛刻、合成成本高、毒性大且产物不溶于水等问题,提出了一种温和的方法制备水溶性CdSe量子点.以硒代硫酸钠为前驱体、巯基乙酸为稳定剂,采用超声辐射的方法,室温制备了在水溶液中能稳定存的CdSe量子点.对CdSe的红外可见光谱、紫外可见光谱及XRD谱的进行了分析与比对.研究结果表明:紫外可见光谱中450nm处出现了CdSe量子点第一激子吸收,CdSe的XRD的2θ角为25.4°、42.0°、49.6°,证明CdSe的制备成功;通过CdSe和端胺基碳纳米管之间的荧光光谱,证明从CdSe到碳纳米管发生了高效电子转移.     

隧穿注入量子点体系的载流子动力学研究

通过考虑载流子在量子点中的隧穿、弛豫、热逃逸和非辐射复合等主要输运过程,并建立速率方程模型,研究了隧穿注入量子点体系的载流子动力学过程,探讨了隧穿注入量子点发射光谱对温度和隧穿几率的依赖性．理论分析表明：共振隧穿结构对量子点尺寸色散导致的激光展宽具有一定的抑制作用．     

β-环糊精修饰的金量子点对邻苯二甲酸酯类的检测

通过简单的一锅法合成了水溶性β-环糊精修饰的金量子点,利用透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行了表征,并对水体中邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)进行了定量测定和抗干扰实验,实验结果表明该金量子点对DOP、DBP均具有良好的选择性,且对DOP和DBP的检出限分别达到34.4×10-5mol/L和8.4×10-5mol/L,是能够实现现场原位的邻苯二甲酸酯类比色检测的一种新型实用方法。     

Dependence of elastic strain field on the self-organized ordering of quantum dot superlattices

A systematic investigation of the strain distribution of self-organized, lens-shaped quantum dot in the case of growth di- rection on (001) substrate was presented. The three-dimensional finite element analysis for an array of dots was used for the strain calculation. The dependence of the strain energy density distribution on the thickness of the capping layer was investigated in detail when the elastic characteristics of the matrix material were anisotropic. It is shown that the elastic anisotropic greatly influences the stress, strain, and strain energy density in the quantum dot structures. The anisotropic ratio of the matrix material and the combina- tion with different thicknesses of the capping layer, may lead to different strain energy density minimum locations on the capping layer surface, which can result in various vertical ordering phenomena for the next layer of quantum dots, i.e. partial alignment, ran- dom alignment, and complete alignment.     

亮蓝与石墨烯/CdTe量子点复合物相互作用的荧光光谱性能研究

成功地合成了石墨烯/CdTe量子点复合物,并基于亮蓝对石墨烯/CdTe量子点复合物的较强的荧光猝灭作用,研究了亮蓝与石墨烯/CdTe量子点复合物相互作用的光谱性能。研究发现,亮蓝的紫外吸收光谱和石墨烯/CdTe量子点复合物的荧光发射光谱相互重叠,亮蓝荧光发射强度的增加和石墨烯/CdTe量子点复合物荧光发射强度的降低,推断两者之间发生了荧光共振能量转移。此外,石墨烯/CdTe量子点复合物荧光强度的降低（F₀/F）与亮蓝的浓度之间具有良好的线性关系,线性范围为12.62-94.65nmol·L^-1,最低检出限为6.4nmol·L^-1,可用于溶液中亮蓝的定量分析,为建立新型荧光传感器提供了理论和实验基础。     

NiO薄膜厚度对CdTeO3量子点敏化太阳电池性能的影响

针对NiO薄膜厚度对量子点敏化太阳电池性能的影响,设计了1组对比实验,并首次采用CdTeO_3量子点作为敏化剂敏化NiO光阴极制备p型量子点敏化太阳电池。通过分析发现当丝网印刷层数为2层,NiO薄膜厚度大约为2.5μm时,光阴极的吸收强度和电池的短路电流密度都有较大的提升。最终电池获得了0.018%的光电转换效率,达到了国际文献报道的同等水平,拓宽了p型量子点敏化太阳电池的研究范围。     

自组装耦合量子点中的类氢杂质

在有效质量近似下,采用有限差分的方法研究了自组装耦合量子点中类氢杂质的结合能随量子点结构参数（量子点尺寸和量子点间距）和杂质位置的变化规律,并计算了外加磁场对此规律的影响。结果表明：杂质结合能随着结构的变化呈现出复杂的变化趋势;杂质位于其中一个量子点的中心位置时,体系的结合能最强;外加磁场将提高杂质的结合能,但量子点结构和杂质位置不同其影响也不同。     

运用解析方法分析量子点的应力应变分布

运用解析方法对量子点的结构进行分析,通过对积分核函数进行计算,可以得到各种量子点结构的应力应变分布. 同时,对常见的金字塔形和圆锥形等量子点的结构进行了具体分析,并且与有限元方法计算得到的结果进行了比较. 结果证明,这种方法能更加普遍地得到量子点结构的应力应变分布,提高了计算速度,可以方便地应用于量子点的电子能级计算.     

量子磁盘表面磁场分布模拟

量子磁盘由于记录点尺寸很小,用常规的磁场测量方法无法对其表面磁场分布数值图进行测试。为了证实量子磁盘的可行性,该文对量子磁盘表面的磁场分布用有限元软件进行模拟计算,在假设量子磁盘的磁化方向为水平磁化的前提下,得到了圆形量子点直径为20 nm;量子点间距离为10 nm;方形量子点边长为20 nm,间距为20 nm的情况下量子磁盘的二维表面磁场分布图,证实了其表面磁场分布具有明显的周期性,周期长度为量子点大小加上量子点间距离。并且所得到的磁场分布图为量子磁盘的理论研究提供了一定的参考数据。     

量子点系统中纠缠的演化

在多个量子点组成的自旋链系统中,各点之间的距离都很短,次近邻相互作用在很多情况下不能被忽略。研究有次近邻相互作用时,由四个量子点组成的自旋链系统中的边界纠缠情况,给出Concurrence的解析表达式及其随时间的演化情况。研究结果表明,次近邻相互作用对纠缠有着重要的影响,可以通过调节环境参数和近邻相互作用的强度来减小次近邻相互作用对系统纠缠的影响。这种调节方法在量子点系统中很容易实现。     

生物功能化AgInS_2量子点的制备及其生物应用

为制备水相、低毒、生物兼容性较好的三元量子点,通过水相合成法制备三元银铟硫(AgInS_2)量子点,并用叶酸(FA)对其进行修饰,利用透射电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、荧光分光光度计、傅里叶红外光谱仪等表征手段对纳米复合材料的形貌、光学性质、化学组成、细胞毒性及荧光成像进行了研究。结果表明,水相AgInS_2量子点的尺寸约为5nm~6nm,经叶酸(FA)修饰后,细胞毒性较低,在乳腺癌细胞中成像时红色荧光更明显,说明通过叶酸的修饰可提高量子点的生物兼容性。因此这类具有较好水溶性和生物兼容性的FA-AgInS_2量子点可直接应用于生物成像研究,为乳腺癌的快速体外检测打下了良好的实验基础。