球形ZnS/CdSe/ZnS核壳壳量子点的三阶极化率参量相关特征

在有效质量近似下,利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型导出了三层球型量子点的三阶非线性光学极化率(自聚焦)的解析表达式.通过数值计算,分析了ZnS/CdSe/ZnS球型核壳结构量子点的三阶极化率(自聚焦)与量子点尺寸和入射光频率之间的关系.结果显示,量子点尺寸增大时,自聚焦效应三阶极化率(自聚焦)的峰值高度增大,峰值位置红移.本文的讨论为实验研究和实际应用提供了理论依据,对于光电器件的研究和改进有参考价值.     

球形CdSe/ZnS核壳量子点的三阶极化率参量相关特征

在有效质量近似下,利用密度矩阵理论,采用无限深势阱模型,推导出了CdSe/ZnS核壳结构球形量子点的非线性光学中自聚焦效应的三阶极化率表达式。通过数值计算,分析了球形CdSe/ZnS核壳结构量子点的三阶极化率与量子点尺寸和入射光频率之间的关系。并对结果作出了必要的理论解释。     

极化子效应对ZnS/CdSe柱型核壳量子点简并四波混频过程的影响

理论计算了带有极化子效应的ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点简并四波混频的三阶极化率.在有效质量近似下,采用无限深势阱模型,导出了带有极化子效应的柱型量子点的三阶非线性光学极化率的解析表达式,解三维薛定谔方程得到电子的本征能量和波函数.分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe核壳结构量子点简并四波混频的三阶极化率的影响.结果表明,当量子点尺寸一定时,带有极化子效应的χ(3)DFWM比没有极化子时的三阶极化率提高了近3个数量级,并且电子-LO声子的影响比电子-IO声子的影响大得多;当固定核壳量子点的阱宽而内外半径发生变化时,χ(3)DFWM的峰值随之变化,而且极化子效应影响的大小也随之发生变化.     

极化子效应对ZnS/CdSe量子点三阶极化率的影响

在有效质量近似下,利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型,从理论上计算了考虑极化子效应后在导带子带间跃迁时ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点二次电光效应(QEOE)和电吸收过程(EA)的三阶极化率。通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点二次电光效应和电吸收过程的三阶极化率的影响。结果表明,极化子效应对二次电光效应的三阶极化率χ⁽³⁾_QEDE和电吸收过程的三阶极化率χ⁽³⁾_EA都有很大影响,并且影响的大小与量子点的尺寸大小有关。     

极化子效应对核壳量子点中光学克尔效应的影响

在有效质量近似下利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型解三维薛定谔方程得到电子的本征能量和波函数.从理论上计算了考虑极化子效应后,在导带子带间跃迁时ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率.通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率的影响.结果表明：极化子效应对光学克尔效应的三阶极化率 有很大影响,并且影响的大小与量子点的尺寸大小有关.       

极化子效应对核壳量子点中光学克尔效应的影响

在有效质量近似下利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型解三维薛定谔方程得到电子的本征能量和波函数.从理论上计算了考虑极化子效应后,在导带子带间跃迁时ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率.通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率的影响.结果表明:极化子效应对光学克尔效应的三阶极化率有很大影响,并且影响的大小与量子点的尺寸大小有关.     

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。     

核壳型ZnS∶Cu/ZnS量子点的制备及发光性质

本文采用水相合成方法制备了ZnS∶Cu量子点并进行了ZnS壳层修饰,研究了壳层厚度对ZnS∶Cu量子点光学性质的影响,采用TEM、XRD、PL、PLE和UV-Vis等测试方法对其进行了表征。实验结果表明,合成的ZnS∶Cu/ZnS量子点为立方闪锌矿,尺寸分布均匀呈球形,分散性良好,经过壳层修饰平均粒径由2 nm增加到3.2 nm。随着ZnS壳与ZnS核量的比的增加,量子点的PLE激发峰位置和UV-Vis吸收谱线出现红移,也说明了量子点的尺寸增大,证明ZnS在ZnS∶Cu量子点的表面生长,形成了核壳结构的ZnS∶Cu/ZnS量子点。随着壳层增厚,量子点与铜离子发光中心相关的发射峰强度先增大后减小,当壳核比n_s/n_c=2.5时,发光强度达到最大。     

生物大分子杂化处理的CdSe/ZnS核/壳量子点多层膜的超快三阶非线性研究

利用静电自组装技术，以生物大分子材料壳聚糖杂化处理具有稳定结构的CdSe/ZnS核/壳量子点，形成复合多层薄膜. 与薄膜的吸收谱线比较，在375nm飞秒激光激发下测量的量子点的光致发光谱存在Stokes位移. 采用Z扫描技术，利用790nm飞秒激光研究了其三阶非线性吸收和折射特性，发现饱和吸收信号来自CdSe/ZnS量子点，而自聚焦的折射信号则部分来自壳聚糖. 测出多层膜的三阶非线性系数分别是β＝6.5×10^-6cm/W，n₂＝1.5×10^-10cm²/W. 关键词： CdSe/ZnS量子点 非线性性能 光致发光谱     

CdS_xSe_(1-x)/ZnS(核/壳)量子点的光谱截面及其掺杂光纤的传光特性

测量了不同组份比例x的CdS_xSe_(1-x)/ZnS(核/壳)量子点的吸收谱和发射谱,确定了量子点的吸收系数、吸收截面和发射截面.量子点吸收截面随粒径的增大而增大、随x的增大而减小.采用紫外固化胶,制备了掺杂浓度为0.1~5mg/mL的CdS_(0.4)Se_(0.6)/ZnS量子点光纤,测量了不同掺杂浓度量子点光纤中473nm泵浦功率的吸收衰减速率.吸收衰减速率和吸收截面弱关联于掺杂浓度.测量了光致荧光光谱强度随光纤长度和量子点浓度的变化.量子点光纤的光致荧光峰值强度随掺杂浓度和光纤长度变化而变化,且存在一个与最大峰值强度对应的饱和掺杂浓度和光纤长度.本文的实验结果有助于进一步构建新型的CdS_xSe_(1-x)/ZnS量子点增益型光电子器件.     

基于CuInS2/ZnS核壳结构量子点的高光效暖白光LED

采用逐步热注射法合成了用于白光LED的CuInS₂/ZnS(CIS/ZnS)核壳结构量子点.通过调整Cu/In的比率, 在CuInS₂(CIS)量子点的基础上, 合成了发射波长在570~650 nm之间可调的CIS/ZnS量子点.与CIS量子点的低量子产率相比, 具有核壳结构的CIS/ZnS量子点的量子产率达到了78%.通过在黄光荧光粉YAG :Ce³⁺表面旋涂CIS/ZnS量子点的方式制备了暖白光LED器件.在工作电流为10 mA时, 暖白光LED的发光效率达到了244.58 lm/W.由于CIS/ZnS量子点的加入, 所制备的白光LED器件的显色指数达到86.7且发光颜色向暖色调发生了转移, 相应的色坐标为(0.340 6, 0.369 0).     

CdSe/ZnSe/ZnS多壳层结构量子点的制备与表征

展示了一种简捷的多壳层量子点合成路线。在含有过量Se源的CdSe体系中直接注入Zn源,"一步法"合成了CdSe/ZnSe量子点;进一步以CdSe/ZnSe为"核",表面外延生长ZnS壳层制备了核/壳/壳结构CdSe/ZnSe/ZnS量子点。相对于以往报道的多壳层结构量子点的制备方法,该方法通过减少壳层的生长步骤有效地简化了实验操作,缩短了实验周期,同时减少对原料的损耗。对量子点进行高温退火处理,能够大幅提高CdSe/ZnSe/ZnS量子点的发光量子产率。透射电镜、XRD以及光谱研究表明:所制备的量子点接近球形,核与壳层纳米晶均为闪锌矿结构,最终获得的CdSe/ZnSe/ZnS量子点的光致发光量子产率达到53％。为了实现量子点的表面生物功能化,通过巯基酸进行了表面配体交换修饰,使量子点表面具有水溶性的羧基功能团,并且能够维持较高的光致发光量子产率。     

Effect of the Semiconductor Quantum Dot Shell Structure on Fluorescence Quenching by Acridine Ligand

The main line of research in cancer treatment is the development of methods for early diagnosis and targeted drug delivery to cancer cells. Fluorescent semiconductor core/shell nanocrystals of quantum dots (e.g., CdSe/ZnS) conjugated with an anticancer drug, e.g., an acridine derivative, allow real-time tracking and control of the process of the drug delivery to tumors. However, linking of acridine derivatives to a quantum dot can be accompanied by quantum dot fluorescence quenching caused by electron transfer from the quantum dot to the organic molecule. In this work, it has been shown that the structure of the shell of the quantum dot plays the decisive role in the process of photoinduced charge transfer from the quantum dot to the acridine ligand, which is responsible for fluorescence quenching. It has been shown that multicomponent ZnS/CdS/ZnS shells of CdSe cores of quantum dots, which have a relatively small thickness, make it possible to significantly suppress a decrease in the quantum yield of fluorescence of quantum dots as compared to both the classical ZnS thin shell and superthick shells of the same composition. Thus, core/multicomponent shell CdSe/ZnS/CdS/ZnS quantum dots can be used as optimal fluorescent probes for the development of systems for diagnosis and treatment of cancer with the use of anticancer compounds based on acridine derivatives.     

Facile synthesis of mercaptosuccinic acid-capped CdTe/CdS/ZnS core/double shell quantum dots with improved cell viability on different cancer cells and normal cells

Water-soluble, mercaptosuccinic acid (MSA)-capped CdTe/CdS/ZnS core/double shell quantum dots (QDs) were prepared by successive growth of CdS and ZnS shells on the as-synthesized CdTe/CdS_thin core/shell quantum dots. The formation of core/double shell structured QDs was investigated by ultraviolet-visible (UV–Vis) absorption and photoluminescence (PL) spectroscopy, PL decay studies, X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The core/double shell QDs exhibited good photoluminescence quantum yield (PLQY) which is 70% higher than that of the parent core/shell QDs, and they are stable for months. The average particle size of the core/double shell QDs was ～3 nm as calculated from the transmission electron microscope (TEM) images. The cytotoxicity of the QDs was evaluated on a variety of cancer cells such as HeLa, MCF-7, A549, and normal Vero cells by 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) cell viability assay. The results showed that core/double shell QDs were less toxic to the cells when compared to the parent core/shell QDs. MCF-7 cells showed proliferation on incubation with QDs, and this is attributed to the metalloestrogenic activity of cadmium ions released from QDs. The core/double shell CdTe/CdS/ZnS (CSS) QDs were conjugated with transferrin and successfully employed for the biolabeling and fluorescent imaging of HeLa cells. These core/double shell QDs are highly promising fluorescent probe for cancer cell labeling and imaging applications.     

ZnO/ZnS核-壳量子点的双光子吸收效应

利用飞秒激光Z-扫描与泵浦-探测技术,研究了室温下ZnO/ZnS与ZnO/ZnS/Ag核-壳胶体量子点的双光子吸收效应.研究发现:ZnO基核-壳量子点的本征双光子吸收系数比ZnO体材料增大了3个数量级;测量得到的660 nm处的ZnO/ZnS核-壳量子点双光子吸收截面约为4.3×10^-44 cm⁴·s·photon^-1,比相应的ZnS、ZnSe及 CdS量子点大2个数量级;当ZnO/ZnS核-壳量子点镶嵌了银纳米点时,非线性吸收有所增强.ZnO基复合纳米结构的双光子吸收增强可归因于量子限域与局域场效应.     

Resonant Raman scattering of ZnS,ZnO, and ZnS/ZnO core/shell quantum dots

Resonant Raman scattering by optical phonon modes as well as their overtones was investigated in ZnS and ZnO quantum dots grown by the Langmuir–Blodgett technique. The in situ formation of ZnS/ZnO core/shell quantum dots was monitored by Raman spectroscopy during laser illumination.