用于生物标记的半导体量子点研究

半导体量子点的独特光学性质使之成为理想的荧光探针材料，在生物医学领域具有广阔的应用前景．本文评述了目前量子点合成、表面修饰、结合生物分子的方法，以及半导体量子点在生物标记应用中相对于传统有机染料的优点．     

量子点的制备及其在生物医学中的应用进展

量子点作为一种优良的荧光半导体纳米粒子,已成为纳米技术领域最受关注的研究对象之一,并成功应用于生命科学等领域。随着小粒径的低毒无镉量子点的制备和量子点荧光共振能量转移等新技术的发展,量子点在生命科学领域将展示出更大的应用空间。本文介绍了量子点的基本概念和性质,探讨了近年来在有机溶剂和水溶液两种不同介质中制备量子点的方法,并分析比较了其优缺点;对量子点在生物医学领域(包括蛋白质和核酸研究、组分检测、荧光编码及细胞标记等)的应用进行了综述和展望,指出了目前存在的问题和今后的发展方向。     

石墨烯量子点在生物传感和成像技术中的应用

石墨烯量子点具有许多吸引人的优点,如低细胞毒性、溶解能力强、稳定的光致发光、良好的生物相容性、高比表面积、电子高迁移率和可调节带隙等,因此,适用于构建传感系统和生物成像。根据近几年来,基于石墨烯量子点性质构建的光学生物传感器和电化学生物传感器以及石墨烯量子点在生物成像技术中的应用进行了综述。     

量子点在生物化学分析中的应用

介绍了量子点的基本特性,对量子点在生物化学分析中的应用进行了综述,并展望了其发展趋势和应用前景。     

发光碳量子点的合成及应用

碳元素是地球上所有已知生命的基础.由于其具有多样的电子轨道特性(sp、sp2、sp3),因此形成许多结构和性质奇特的物质.碳量子点是2004年发现的一种新型碳材料,相对于传统的半导体量子点和有机染料,这位碳家族中的新成员不仅保持了碳材料毒性     

CdSe@ZnS胶体量子点的合成及其在发光二极管中的应用

以氧化镉、硒粉和二乙基二硫代氨基甲酸锌为原料,采用微流体法合成了稳定的CdSe@ZnS核-壳结构胶体量子点,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微电镜(TEM)、荧光光谱仪(PL)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)对量子点的结晶性能、微观形貌和发光性能进行了表征。将CdSe@ZnS核-壳结构量子点作为量子点发光二极管(QLED)的发光层材料,成功组装出ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/Cd Se@ZnS/PCBM/Li F:Al三明治结构的量子点发光二极管,在2 V电压下成功点亮,器件发出黄色光,亮度达到4500 Cd/cm~2。     

X射线分析技术及其在量子点材料分析中的应用

介绍了常用X射线分析技术的基本原理,从晶体结构表征、粒径大小计算、表面元素分析等几方面概述了x射线分析技术在量子点材料分析中的应用进展。     

量子点的合成及表面修饰

量子点在生物学及生物医学中的应用是当今纳米技术领域中快速发展的研究方向。与传统的有机荧光染料相比,量子点发光的长程稳定性和同时探测多色信号的能力使其在生物成像和生物传感方面具有广泛的应用。概述了量子点的结构及合成方法,并介绍了量子点表面修饰的研究进展。     

量子点的合成研究

量子点（半导体纳米晶）是纳米尺度的微小发光粒子。作为新型的生物标记试剂,具有比传统的有机染料更好的光谱特性和光学稳定性。本文对量子点的光学性质、制备方法做一简要综述。     

量子点探针测定痕量金属离子

量子点是近几年发展起来的新型纳米材料。因其独特而优良的荧光特性,量子点成为了一种具有很大发展潜力的荧光探针。将量子点作为标记物的荧光分析法也成为国内外研究学者的研究热点。这种新型荧光分析法已经广泛地应用于生物科学、医学、分析化学等领域,并显示出极大的优越性。本文集中叙述了修饰剂对量子点的荧光性质的影响和量子点在分析检测痕量金属离子方面的应用,讨论了金属离子与量子点作用后荧光猝灭或荧光增强的可能的机理。     

Synthesis of MDMO-PPV capped PbS quantum dots and their application to solar cells

Poly[2-methoxy-5-(3′,7′-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MDMO-PPV) capped PbS quantum dots about 3-6 nm in diameter were synthesized with a novel method. Unlike the synthesis of oleic acid capped PbS quantum dots, the reactions were carried out in solution at room temperature, with the presence of a capping ligand species, MDMO-PPV. The quantum dots were used to fabricate bulk heterojunction solar cells with an indium tin oxide (ITO)/polyethylenedioxythiophene/polystyrenesulphonate (PEDOT: PSS)/MDMO-PPV: PbS/Al structure. Current density-voltage characterization of the devices showed that after the addition of the MDMO-PPV capped PbS quantum dots to MDMO-PPV film, the performance was dramatically improved compared with pristine MDMO-PPV solar cells.     

Synthesis and characterisation of functional manganese doped ZnS quantum dots for bio-imaging application

Fluorescent quantum dots (QDs) are potential candidates for bio-imaging but major problems in using them for bio-imaging applications are either bandgap lying in UV region or the cytotoxicity of the visible light-excited cadmium-based QDs. Keeping these things in mind, glutathione (GLT) functionalised Mn-doped ZnS QDs has been studied to make a desired fluorescent system for bioimaging application. XRD measurements show that grain size decreases at higher concentration of GLT capping on Mn-doped quantum dots. UV–visible studies show that the band gap shows a blue shift at higher GLT concentration. FTIR studies confirm GLT functionalisation on the surface of ZnS QDs. Both UV excited and IR excited photoluminescence spectrum of samples exhibited a tunable orange emission intensity with increase in GLT concentration however multiphoton infrared excited spectra was used to show the feasibility of GLT functionalised ZnS:Mn quantum dots for a real application in a biological window of 650–950?nm.     

Enhanced photovoltaic property by forming p-i-n structures containing Si quantum dots/SiC multilayers

Si quantum dots (Si QDs)/SiC multilayers were fabricated by annealing hydrogenated amorphous Si/SiC multilayers prepared in a plasma-enhanced chemical vapor deposition system. The thickness of amorphous Si layer was designed to be 4 nm, and the thickness of amorphous SiC layer was kept at 2 nm. Transmission electron microscopy observation revealed the formation of Si QDs after 900°C annealing. The optical properties of the Si QDs/SiC multilayers were studied, and the optical band gap deduced from the optical absorption coefficient result is 1.48 eV. Moreover, the p-i-n structure with n-a-Si/i-(Si QDs/SiC multilayers)/p-Si was fabricated, and the carrier transportation mechanism was investigated. The p-i-n structure was used in a solar cell device. The cell had the open circuit voltage of 532 mV and the power conversion efficiency (PCE) of 6.28%.

PACS

81.07.Ta; 78.67.Pt; 88.40.jj     

核壳结构半导体纳米晶体CdS/ZnS的制备及其光学性质

通过反胶束法成功制备了CdS及CdS/ZnS核壳结构量子点,采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散型X射线能谱(EDX)以及荧光光谱(PL)等对其结构和性能进行了研究。与CdS量子点相比,CdS/ZnS量子点的粒径明显变大,本文估算了粒子的粒径,TEM图像很好的印证了估算的结果;结合EDX的测试结果可以推断CdS/ZnS量子点的结构是ZnS包裹在CdS表面的核壳结构;CdS/ZnS量子点的荧光强度与CdS量子点相比有了明显的提高,原因主要是壳层的ZnS消除了CdS量子点表面上存在的无辐射复合中心。     

金属卤化物钙钛矿量子点的制备及其光催化应用研究进展

利用太阳能光催化技术生产清洁燃料、降解污染物及转化高附加值产品,是解决当前能源短缺和环境污染问题的有效途径。随着对金属卤化物钙钛矿的深入研究,成功开发出一系列能够制备出成分和形貌控制精确、产物均匀性好、结晶度高的钙钛矿量子点的合成方法,使钙钛矿量子点应用到光催化领域中。综述了热注入法、配体辅助再沉淀法、溶剂热法、微波辅助法等金属卤化物钙钛矿量子点的合成方法及金属卤化物钙钛矿量子点在光催化析氢、光催化还原二氧化碳、光催化合成有机物以及光催化降解有机物等方面的研究进展,最后对金属卤化物钙钛矿光催化剂的发展前景进行了展望。     

双功能荧光磁性复合物的合成及应用

荧光磁性复合物兼有磁性微粒的快速分离和量子点的优异荧光特性,集选择、标记、分离、检测等功能为一体,在生物、化学、医学等交叉科学领域具有广泛的应用。介绍了磁性纳米颗粒、量子点和荧光磁性复合物的应用前景;综述了用层层自组装法、微乳液法、Stber法等方法制备荧光磁性复合物并进一步阐释了其在细胞分离、药物运输等方面的应用,结合当前的研究现状,分析了其主要的发展方向和仍需解决的问题。     

半导体纳米晶体制备及应用进展

综述了量子点的制备及应用进展     

氮和硫双掺杂石墨烯量子点的合成及其性能研究

以来源丰富的大豆蛋白为前体,采用水热法和乙醇沉淀的分离方法合成了氮和硫双掺杂的石墨烯量子点（N,S-GQDs）。通过红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见光光谱（UV-vis）、高分辨率透射电镜（HRTEM）、原子力显微镜（AFM）和荧光光谱表征了N,S-GQDs的结构,及其对铁离子的检测性能。结果表明：大豆蛋白-柠檬酸-尿素水溶液在220℃水热温度下反应10 h,获得荧光量子效率为9.23%的N,S-GQDs,其水分散液具有明亮的蓝色荧光。N, S-GQDs具有0.34 nm的石墨烯晶格并展现出清晰的快速傅里叶变换图像,其厚度为2~5 nm。N, S-GQDs对Fe³⁺的检测限为0.95 μmol/L。本工作乙醇沉淀的简便方法将是一种快速获得N,S-GQDs固体的方法。     

荧光硫量子点制备及应用研究进展

硫量子点具有发光强度高、毒性低和光化学性能稳定等优势，广泛应用于细胞成像、光电转换和化学催化等领域。鉴于此，本文系统综述了硫量子点的合成方法，光学性能和应用背景。硫量子点的合成方法可分为“自下而上法”和“自上而下法”，对比发现“自上而下法”合成的硫量子点具有更高的荧光量子产率。分析了硫量子点的光学性质，表明其具有紫外吸收特性、荧光特性、光致发光、电化学发光以及光学稳定性。最后，系统介绍了硫量子点在荧光探针、生物成像以及发光器件等领域的重要应用。基于以上分析，深刻剖析了当下硫量子点在前沿应用中亟待解决的问题，展望了未来硫量子点在生物医学、光电催化等新行业、新领域的发展方向。