Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶

半导体纳米晶是近年来发展起来的一类新型功能材料,因其独特的量子限域效应和光电性质,在太阳电池、发光二极管、光电探测器、生物标记、非线性光学等领域中具有潜在的应用。与目前研究比较多的Ⅱ-Ⅵ和Ⅳ-Ⅵ族纳米晶相比,Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶,不含镉和铅等重金属元素,具有毒性小、带隙窄、光吸收系数大、Stokes位移大、自吸收小以及发光波长在近红外区等特点,有望成为新一代低成本太阳电池和低毒荧光量子点生物标记材料, 还可用于发光二极管和光电探测等领域。因此,Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶的合成、性质及应用研究成为近期纳米晶研究领域的热点之一。本文将综述Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶的研究进展,着重介绍其制备方法、光学性质及其在生物标记、太阳电池等领域的应用。     

合成半导体胶体纳米晶的新方法

半导体纳米晶由于其独特的光学和电学性质在光学器件、医疗诊断、激光等方面有了越来越重要的应用.本文介绍了胶体半导体纳米晶合成技术的一些最新进展。     

无机半导体纳米晶光学性质的设计、调控及其生物医学应用

半导体纳米晶由于其丰富的能带结构和光学性质,在光电器件和生物医学应用等领域展现出了广阔的应用前景,且在过去的几十年中得到了广泛关注.因此,对其光学性质进行理性设计和精确调控具有重要的研究意义.本文简要综述了本研究组近年来在不同能带隙的无机半导体纳米晶的可控制备技术以及利用DNA纳米技术和蛋白质自组装手段构建具有特异光学性质的纳米结构等方面的相关研究工作,最后对这些纳米晶和纳米结构的独特光学性质及其在生物医学领域的应用研究进行了总结.     

稀土纳米晶用于近红外区活体成像和传感研究进展

稀土纳米晶具有丰富的激发和发射波长,良好的化学和光稳定性、大Stokes位移等特点.近年来,稀土纳米晶在生物活体成像与传感领域的应用研究取得了迅速进展.通过纳米尺度的材料设计与合成,可以对稀土纳米晶的荧光效率、波长、寿命等光学性质,以及生物相容性、靶向性、响应性等生化性质进行精细调控,使其更好地适应于活体深组织的成像与分析.先概述活体荧光成像的技术特点与要求,然后介绍稀土纳米晶的一般组成、光学性质和荧光机理,随后详细讨论对稀土纳米晶光学和生化性质进行调控的方法,着重展示这些材料的设计和修饰在生物成像与传感领域的一些最新应用.通过总结最近的研究成果,期望能够为下一步的研究提供一些参考思路,以推进基于稀土纳米晶的生物成像与传感技术的临床转化和应用.     

无机纳米晶-生物界面作用的分子机制

无机纳米晶材料以其独特的光、电、磁、力学性质,成为疾病诊断与治疗功能的关键材料.本文总结了无机纳米晶的表面化学活性、离子释放性、晶相结构、晶格缺陷、表面吸附和表面修饰等与尺寸相关的理化性质与生物效应之间的关系.综述了无机纳米晶与蛋白质、磷脂生物膜间的界面相互作用,探讨了纳米晶-生物界面作用的分子机理.这有助于理解无机纳米晶的生物行为和毒理性质,指导设计安全、高效的纳米晶生物医学材料.     

Ag∶InP/ZnSe纳米晶的合成与生物成像

采用高温热注入法, 以P[N(CH3)2]3为磷源合成了具有近红外荧光的Ag∶InP/ZnSe纳米晶. 采用紫外|可见|近红外吸收光谱(UV|Vis|NIR)、 荧光光谱、 透射电子显微镜(TEM)、 X 射线衍射(XRD)等对产物的结构和光学性质进行了表征, 并分析了Ag掺杂浓度和温度对InP纳米晶荧光性能的影响. 通过调节Ag掺杂浓度和反应温度, 发现当Ag掺杂量为6%, 反应温度为200 ℃时, Ag∶InP纳米晶的发光效率最高. 将制备的Ag∶InP的表面包覆ZnSe, 粒子的荧光效率从原来的20%提高到45%. 将具有近红外荧光的Ag∶InP/ZnSe纳米晶应用于细胞成像, 结果表明制备的荧光纳米晶在细胞成像中清晰可见且毒性较低.     

一种提高SiO2凝胶玻璃中ZnSe纳米晶稳定性的方法

半导体纳米品材料具有很大的应用潜力，然而非氧化物半导体纳米晶在空气中通常不稳定．因此其应用受到限制．纳米品不稳定主要是因为其表面原子配位不足，存在大量的悬空键，d使其很容易与环境中的物质发生反应而逐渐变质．人们通常采用惰性介质包覆的方法来提高纳米晶的稳定性，     

利用离子型Cd源制备ZnSe/CdSe核-壳结构纳米晶

在有机相体系中利用ZnSe前驱体纳米晶制备过程中的富Se环境,以引入Cd2+的方式在相对温和的环境下通过控制Cd2+离子的加入量及调节反应时间,成功制备了ZnSe/CdSe核-壳复合结构纳米晶.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)对其结构形貌以及光学性质进行表征和分析的结果表明,CdSe以外延生长的方式包覆在ZnSe纳米晶表面从而形成具有良好结晶性的核-壳复合结构,其荧光发射始终保持良好单色性,同时实现了在500～620nm可见光范围内的连续可调.     

微波辅助合成发光可调ZnS∶Cu纳米晶

以巯基丙酸(MPA)为稳定剂,利用微波辐射加热方法制备了水溶性的Cu掺杂的ZnS纳米晶.通过改变微波条件,可以在460~572nm之间实现对ZnS∶Cu纳米晶发射峰位的连续调控.通过XRD、UV-Vis、荧光及荧光衰减对ZnS∶Cu纳米晶的结构和发光性质进行了详细探索,并利用时间分辨荧光光谱对其发光机理进行了初步研究,     

微波辅助合成发光可调ZnS∶Cu纳米晶

以巯基丙酸(MPA)为稳定剂, 利用微波辐射加热方法制备了水溶性的Cu掺杂的ZnS纳米晶. 通过改变微波条件, 可以在460～572 nm之间实现对ZnS∶Cu纳米晶发射峰位的连续调控. 通过XRD、 UV-Vis、荧光及荧光衰减对ZnS∶Cu纳米晶的结构和发光性质进行了详细探索, 并利用时间分辨荧光光谱对其发光机理进行了初步研究.