可控偏振的量子点光发射亘于息尤及射

瑞典研究人员已公布了一项计划，准备制造能发射线性偏振光的量子点。林雪平大学的AndersLundskog及其同事通过在基部已加长的微型六角形氮化镓金字塔的顶部“种植”量子点，使氮化铟镓量子点所发射的光处于受控状态。他们发现，发射光的偏振方向与基部延长轴是一致的。通过调节氮化铟镓中的铟含量，原则上就可将由量子点发射的光从紫外线波长调到红外线波长。这种方法的好处是能与高温操作和大面积晶圆处理方法兼容。     

用于自然原子共振的应力量子调控自组装量子点 单光子源

针对量子存储应用中自组装量子点发射的光子与自然原子系综波长匹配难的问题,通过金-金热压键合技术将含有量子点的纳米薄膜与压电陶瓷进行集成,制作了应力调控的能量可调量子点单光子源,实验上分别实现了对可见光波段镓砷/铝镓砷量子点和近红外波段铟镓砷/镓砷量子点单光子量子比特在9.1meV和4.2meV范围内的宽谱调控.不仅如此,应用应力量子调控技术成功将镓砷/铝镓砷量子点的发光波长调节至铷-87自然原子的D2能级跃迁波长(780nm),以及将铟镓砷/镓砷量子点的发光波长调节至钒酸钇晶体中掺杂的钕离子的4I9/2→4 F3/2跃迁吸收峰共振(879.7nm).该结果为实现基于半导体量子点和自然原子系综的量子存储器提供了一种强有力的调控技术.     

荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用率的机理研究

采用水热法制备了荧光硅量子点。通过透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、光致激发和发射光谱及荧光衰减曲线等手段对样品形貌及发光性能进行了研究。通过生菜种植实验,研究了荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用效率的效应。实验结果表明,透射电镜测得所制备的荧光硅量子点尺寸均一,平均尺寸为3.6 nm。傅里叶红外变换光谱及X射线光电子能谱表明该量子点表面具有丰富的含氧官能团,因而具有优异分水散性。光致荧光光谱表明,该量子点的最佳激发和发射峰位分别为385 nm和450 nm,且不具备激发波长依赖特性。荧光硅量子点与生菜的离体叶绿体复合后发现,荧光强度下降但激发态寿命基本不变,同时,复合物对2,6-二氯酚靛酚的还原速率提高。以上结果表明,荧光硅量子点与叶绿体复合时产生了内滤效应,生菜的叶绿体吸收了硅量子点发射的蓝光用于光合作用,从而使生菜的干鲜重均得到了显著性提高。通过叶绿素荧光成像实验进一步验证了喷施荧光硅量子点叶面光肥时生菜的光合作用速率得到了提高。     

ZnCuInS/ZnS量子点与Poly-TPD补偿发光光谱的研究

ZnCuInS/ZnS量子点是一种无重金属、“绿色”半导体纳米材料。在研究中,制备出尺寸为3.2 nm的ZnCuInS/ZnS核壳量子点,并说明它是施主-受主对复合发光。通过测量ZnCuInS/ZnS量子点的光致发光光谱,其发射峰值波长为620 nm、半宽度是95 nm的红光。同时,还制备出Poly-TPD有机薄膜,其发光光谱是峰值波长为480 nm的蓝光。所以,ZnCuInS/ZnS量子点和Poly-TPD发光颜色具有互补性。在ZnCuInS/ZnS量子点薄膜层上包覆一层poly-TPD薄膜后,二者发光颜色互补。在恰当的偏置电压下,可以得到较好的白光光谱。计算表明,其色坐标是(0.336,0.339),颜色指数是92。     

红光InAlAs量子点的结构和光学性质

利用ＭＢＥ方法在（００１）衬底上成功地生长密度大、尺寸小、发红光的ＩｎＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子点结构。通过原子力显微镜观察表明,ＩｎＡｌＡｓ量子的密度和大小都随覆盖厚度的增加而增大;发现Ａｌ原子的表面迁移率决定ＩｎＡｌＡｓ量子点的形貌,光荧光谱证实了量子点的发光峰值在红光范围,并结合形貌的统计得到了量子点的发光峰展宽主要昌受量子点的横向尺寸影响。     

ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点发光光谱特性的研究

ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是一种无毒,无重金属的“绿色”半导体纳米材料。在研究中,制备了三种尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS核壳量子点,其直径分别为3.3,2.7,2.3 nm。通过测量不同尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的光致发光光谱,其发射峰值波长随尺寸的减小而蓝移。其吸收峰值波长和发射峰值波长分别是510,611(3.3 nm),483,583(2.7 nm)以及447,545 nm(2.3 nm)。ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点具有显著的尺寸依赖效应。ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的斯托克斯位移分别为398 meV(3.3 nm),436 meV(2.7 nm)以及498 meV(2.3 nm),这样大的斯托克斯位移证明,ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的发光机制与缺陷能级有关。同时,对直径为3.3 nm的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点进行了温度依赖的光致发光光谱的测量,当温度为15～90 ℃时,该量子点发射峰值波长随温度的升高而红移,发光强度随温度的升高而降低,说明ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是以导带能级与缺陷能级之间跃迁为主的复合发光。     

单量子点光谱与激子动力学研究进展

胶体半导体量子点具有宽带吸收、窄带发射、发光量子产率高、发射波长连续可调等优点,是制备发光二极管、太阳能电池、探测器、激光器等光电器件的优质材料.单量子点光谱能够消除系综平均效应,可以在单粒子水平上获取量子点材料的结构和动力学信息及与其他材料间的电荷、能量转移动力学等.相关研究结果能够指引量子点材料的设计和为量子点的相关应用提供机理基础.另外基于单量子点可以开展纳米尺度上光与物质的相互作用研究,制备单光子源和纠缠光子源等.本文综述了单量子点光谱与激子动力学近期的相关研究进展,主要包括单量子点的光致发光闪烁特性和调控方式、单激子和多激子动力学研究及双激子辐射特性的调控等.最后简要地讨论了单量子点光谱未来可能的发展趋势.     

基于钙钛矿量子点荧光太阳集光器的蒙特卡洛光子追踪模拟

传统光聚集器热效应明显、结构复杂、成本昂贵。作为替代,荧光太阳集光器具有许多显著优势并能够有效降低太阳能电池的发电成本,因此受到广泛关注。本文通过传统热注入法合成了全无机钙钛矿CsPbBr_3量子点,并在此基础上设计了基于CsPbBr_3量子点的荧光太阳集光原型器件。通过TEM测试和必要的光学表征,证实本文合成的CsPbBr_3量子点具有典型的立方体结构、76.8%的荧光量子产率、512 nm的发光中心波长和22 nm的中心波长半高宽。此外,结合蒙特卡洛智能优化算法,建立了基于CsPbBr_3量子点的荧光太阳集光器的理论计算模型,确定了全无机钙钛矿量子点最优掺杂浓度和最佳平均波长集光效率。仿真结果表明,在量子点掺杂浓度为2.1×10~(-5) mol/L时,最优的集光效率达到5.4%。本文提出的蒙特卡洛光子追踪模拟过程将为未来荧光太阳集光器参数设计提供科学的计算方法。     

隔离层厚度和盖层厚度对InAs/GaAs量子点应变分布和发射波长的影响

分析了量子点盖层生长过程中隔层厚度对应变分布的影响,指出隔层材料的纵向晶格常数与量子点材料的纵向晶格常数对应变分布具有重要意义.定性说明了应变因素在隔离层生长过程中对量子点高度塌陷产生的影响.讨论了当隔离层顶面与量子点高度持平后,增加盖层厚度对应变分布的影响.基于变形势理论,讨论了上述几何参数的变化对发光波长的影响,并与实验结果进行了对比.结果表明,在量子点加盖过程中,应变因素对其形貌和发光特性具有重要作用,以应变工程为基础的发射波长调控是拓展量子点波长发射范围的有效途径. 关键词： 应变工程 半导体量子点 隔离层 盖层     

ZnO@GQDs核壳结构量子点的制备及性能研究

采用原位聚合法制备了以ZnO量子点为核、石墨烯量子点（GQDs）为壳的ZnO@ GQDs核壳结构量子点。通过TEM和HR-TEM对量子点进行形貌和结构的分析表征。结果表明,合成的ZnO@ GQDs核壳结构量子点为球形,粒径为～7 nm,且尺寸均匀。PL光谱研究表明,新型量子点的发射峰位于369 nm,发光峰窄、强度高;相对于ZnO的本征发射峰,GQDs的引入使得ZnO@GQDs核壳量子点的荧光发射峰出现蓝移、强度变高,从而使复合量子点的荧光具有较纯的色度和较高的强度,说明GQDs的引入具有协同优化效应。该量子点有望应用于LED显示器件。     

ZnO@GQDs核壳结构量子点的制备及性能研究

采用原位聚合法制备了以ZnO量子点为核、石墨烯量子点(GQDs)为壳的ZnO@GQDs核壳结构量子点。通过TEM和HR-TEM对量子点进行形貌和结构的分析表征。结果表明,合成的ZnO@GQDs核壳结构量子点为球形,粒径为~7 nm,且尺寸均匀。PL光谱研究表明,新型量子点的发射峰位于369 nm,发光峰窄、强度高;相对于ZnO的本征发射峰,GQDs的引入使得ZnO@GQDs核壳量子点的荧光发射峰出现蓝移、强度变高,从而使复合量子点的荧光具有较纯的色度和较高的强度,说明GQDs的引入具有协同优化效应。该量子点有望应用于LED显示器件。     

碳量子点荧光猝灭法测定饮料中日落黄

以柠檬酸为碳源制备碳量子点(CQDs),所得碳量子点被394 nm的光激发后在484 nm处有较强的荧光发射,最大吸收波长为482 nm的日落黄能强烈猝灭碳量子点的荧光。基于该现象,发展了一种以碳量子点为荧光探针测定日落黄的分析方法,并探讨了荧光猝灭机理。在选定的实验条件下,该分析方法的线性检测范围为0.1~100μmol/L,检出限(3σ/k)为0.051μmol/L。     

溶剂依赖的MoS2量子点光学性质

为了明确溶剂对MoS_2量子点发光的影响,以液相剥离法在N-甲基吡咯烷酮(NMP)与1,2-二氯苯(DCB)的混合溶剂中制备了MoS_2量子点,并采用透析的方法对照研究了溶剂及含有MoS_2量子点的溶液的发光性质。结果表明,量子点尺寸分布均匀,粒径约2.4 nm。拉曼光谱中可在381 cm~(-1)和406 cm~(-1)处观察到MoS_2材料的E■和A_(1g)拉曼特征峰。光学性质分析表明,MoS_2量子点的存在造成了260～400 nm附近紫外光吸收的明显变化,且混合溶剂中的MoS_2量子点荧光发射波长对激发波长表现出严重的依赖性。以水为外部环境的透析实验结果表明,透析后DCB溶剂的HOMO能级会导致MoS_2量子点在442 nm附近的发光出现多个发射峰,但其发光波长不再随激发波长而改变,进而说明有机溶剂中MoS_2量子点发光对激发波长的依赖性是由于有机溶剂在紫外光激发下发光造成的。     

含有量子点的双波长LED的光谱调控

本文通过对含有高In组分量子点的双波长LED进行了模拟计算, 并对器件的能带结构、载流子浓度、复合速率和辐射光谱进行了研究. 通过对器件结构的调整与对比, 发现蓝绿双波长LED的绿光量子阱中加入高In组分量子点后可以拓宽辐射光谱, 使LED光谱具有更高的显色指数, 为实现无荧光粉的白光LED提供指导. 量子点对载流子具有很强的束缚能力, 并且载流子在量子点处具有更短的寿命, 载流子优先在量子点处复合, 量子点处所对应的黄光与量子阱润湿层所对应的绿光的比例随量子点浓度的增大而增大, 载流子浓度较低时以量子点处的黄光辐射为主, 载流子浓度变大后, 量子点复合逐渐达到饱和, 绿光辐射开始占据主导. 对间隔层厚度和间隔层掺杂浓度的调节可以很方便地调控载流子的分布, 从而实现对含有量子点的双波长LED两个活性层辐射速率的调控. 结果表明, 通过对量子点浓度、间隔层厚度、间隔层掺杂浓度的控节可以很好地实现对LED辐射光谱的调控作用. 关键词： GaN 量子点 光谱调控 双波长LED     

低浓度掺杂CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱特性研究

制备了一种半导体量子点CdSe/ZnS低浓度掺杂的光纤,测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下光纤出射端的光致荧光光谱,分析了掺杂光纤长度和浓度对量子点光纤荧光光谱特性的影响.结果表明,与掺入光纤前相比,光纤中的量子点荧光发射峰值波长出现红移.在掺杂光纤长度为1~20 cm和掺杂浓度为(0.33~2.5)×10－2mg/mL的实验范围内,红移量随着掺杂光纤长度的增加和掺杂浓度的提高而增大.对给定的激励功率,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点光纤长度.对于给定的量子点光纤长度,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点掺杂浓度.     

光学共振增强的表面铯激活银纳米结构光阴极

金属光阴极因其超短脉冲发射和运行寿命长的特性从而具有重要应用价值,但是较高的功函数和较强的电子散射使其需要采用高能量紫外光子激发且光电发射量子效率极低.本文利用Mie散射共振效应增强银纳米颗粒中的局域光学态密度,提升光吸收率和电子的输运效率,并利用激活层降低银的功函数,从而增强光阴极在可见光区的量子效率.采用时域有限差分方法分析银纳米球阵列的光学共振特性,采用磁控溅射和退火工艺在银/氧化锡铟复合衬底上制备银纳米球,紧接着在其表面沉积制备铯激活层,最后在高真空腔体中测试光电发射量子效率.实验结果表明平均粒径150 nm的银纳米球光阴极在425 nm波长的量子效率超过0.35%,为相同激活条件下银薄膜光阴极的12倍,峰值波长与理论计算的Mie共振波长相符合.     

氧化锡量子点的合成及对抗坏血酸的灵敏传感研究

采用水热法合成了一种SnO_2量子点,对其合成条件(如pH、温度、时间等)进行了优化,并使用红外光谱、X粉末衍射、粒度分析仪、荧光光谱仪等手段对量子点的物化和光学性能进行了表征。实验结果显示,合成的SnO_2量子点分散均匀、粒径为5 nm左右;在310 nm波长光激发下,其最强发射峰位于415 nm,且表现出良好的光学稳定性。在Fe~(3+)存在时,SnO_2量子点的荧光被猝灭,而Fe~(2+)对SnO_2量子点的荧光没有影响,利用抗坏血酸(AA)的还原性,将Fe~(3+)还原成Fe~(2+),猝灭的SnO_2量子点荧光恢复,当AA浓度为500μmol·L~(-1)时,SnO_2荧光恢复率达到95.88%,其他氨基酸基本没有响应。基于此,构建了一种"off-on"荧光探针用于抗坏血酸灵敏检测。     

基于钠硼铝硅酸盐玻璃的PbSe量子点红外单模光纤激光

根据实验制备的钠硼铝硅酸盐PbSe量子点玻璃及其透射电子显微镜(TEM)图、吸收谱和发射谱,计算机数值模拟了以PbSe量子点作为激活增益介质的红外单模光纤激光。应用遗传算法,通过数值求解粒子数速率方程和激光谐振腔振荡方程,优化计算了量子点光纤激光器(QDFL)的最佳抽运波长、光纤长度、掺杂浓度及出射镜反射率。结果表明:饱和抽运功率为2 W,在1676nm激光波长处,QDFL最大输出功率可达1.36 W,抽运效率达68%。与通常的掺稀土离子(Yb3+、Er3+)的光纤激光器相比,QDFL具有抽运效率高、激励阈值低、掺杂密度可调、光纤饱和长度短等特点。由于量子点辐射波长的尺寸依赖特性,容易形成多波长激射或波长可调的新型激光器。     

基于量子点荧光粉白光LED的发光特性和稳定性研究

基于量子点荧光粉白光发光二极管（WLED）是由蓝色GaN芯片和发红光及绿光的CdSe／CdS／ZnS量子点（QDs）组成。因为CdSe量子点的发射波长可在510~620nm之间调节,导致了其色坐标和色差的可变。采用的CdSe量子点是在制备无机前驱体和非配位溶剂的基础上通过合成方法得到的。实验证实温暖和寒冷白光辐射是由于色温在40009000K区间变化;不同的偏置电压导致了颜色坐标的变化,增加工作时间在90min内对白光发射的稳定性进行分析得到稳定光谱。     

应用于LED显示屏的CdSe荧光量子点的量子产率研究

使用岛津荧光分光光度计RF-6000和紫外-可见分光光度计UV-2600测试CdSe荧光量子点的量子产率。采用罗丹明6G为荧光标准物质,先分别测试一系列荧光标准物质在荧光激发波长处的吸光度和一定荧光发射波长范围内的积分面积,然后分别以吸收率、荧光发射峰积分强度为横、纵坐标绘制标准曲线。同法测试CdSe量子点样品代入相应公式即可获得荧光量子产率。结果表明,绘制的罗丹明6G标准曲线线性良好,制备的CdSe量子点量子产率高,能满足制造QLED显示屏的要求。