GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子态

在有效质量近似框架内,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,研究了含类氢杂质的G aN/A lxG a1-xN量子点中的激子态.结果表明:量子点中心的类氢杂质使激子的基态能降低,结合能升高,Q D系统的稳定性增强,光跃迁能减小;杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定;随着杂质从量子点的上界面沿着z轴移至下界面,激子基态能和光跃迁能增大,结合能减小.     

Rashba效应影响下InAs/GaAs自组织量子点中极化子性质

考虑Rashab自旋-轨道相互作用对半导体量子点中极化子基态能量的影响．采用LLP中耦合的方法处理了电子-声子相互作用．结果表明由于Rashba效应的影响使得极化子的基态能量分列为上下两支而且Rashba自旋-轨道相互作用能与总的基态能及其它能量成分间的比例关系，随电子波矢K变化非常显著．Rashba自旋-轨道相互用作使得量子点中极化子基态能量在无任何外磁场的情况下发生分裂，所以完全不同于强磁场影响下的简单Zeeman效应，然而，自旋-轨道相互作用引起的分裂有时掺杂着Zeeman分裂。因此它引起的分裂属于复杂分裂．声子对总能量的贡献为负，由于声子的存在极化子争裂能较裸电子更为稳定．     

基于碳量子点的TiO2改性及降解污染物性能

采用溶胶-凝胶法合成掺入碳量子点(CQDs)的TiO₂纳米复合光催化剂,通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、扫描电镜等进行表征,并在可见光下降解亚甲基蓝(MB)染料溶液以评价其光催化性能.研究表明,CQDs具备上转换荧光特性,掺入CQDs的TiO₂样品可见光响应明显提升.水热法180℃下反应6h制备的CQDs,其溶液加入量为10mL时TiO₂/CQDs样品光催化活性最高,115min后MB的降解率达80%.TiO₂/CQDs样品主要以锐钛矿相存在,颗粒呈球形,比表面积高达200m³·g^-1.     

纳米材料在生物医学中的应用

纳米生物医学是纳米技术与现代生物医学技术结合的产物,近年来这一领域逐渐受到科学界和企业界的重视,得到了许多振奋人心的进展,具有广泛的应用前景.结合本课题组在纳米材料和生物医学方面取得的研究成果,介绍了量子点、纳米金、碳纳米管、纳米氧化铁和富勒烯几种典型纳米材料在生物医学领域的应用研究现状.     

量子点及其在生物化学分析中的应用

概述量子点的光谱特征、表面修饰方式及其应用进展。     

3-巯基丙酸稳定的CdSe量子点的制备及其荧光性能

以CdCl₂·2.5H₂O,Na₂SeO₃和NaBH₄为反应物,制备3-巯基丙酸稳定的CdSe量子点.研究了加热回流时间、镉和硒的物质的量及镉和3-巯基丙酸的物质的量之比等实验条件对CdSe量子点光谱性能的影响.采用紫外-可见光谱、荧光光谱、X射线粉末衍射和高分辨透射电镜等分析手段,对量子点的光学性能和结构进行表征.结果表明,反应时间、镉和硒的物质的量及镉和3-巯基丙酸的物质的量之比等实验条件对CdSe量子点的光谱性能有明显影响;不同条件下制备的量子点的荧光发射峰的半峰宽保持在35~40 nm范围内;所得CdSe量子点为立方晶型.在pH值为11.0,且nCd∶nSe∶nMPA=1∶0.2∶1.1的条件下,回流90 min制备的量子点的荧光量子产率值可达16.1%.     

半导体量子点中磁极化子基态能修正的温度效应

采用Larsen方法研究了半导体量子点中磁极化子基态能量的温度效应．在有限温度下导出了磁场内半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子相互作用系统的基态能量及二级微扰能量修正．讨论了磁场、量子点尺寸以及温度对半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子相互耦合磁极化子的基态能量影响．为了更清楚、直观地说明半导体量子点中磁极化子的性质，以GaAs半导体为例进行了数值计算，得到在强磁场的作用下半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子耦合系统的基态能量修正与磁场强度、量子点厚度及温度的关系曲线．结果表明：强磁场中电子—体纵光学(LO)声子相互耦合磁极化子的基态能量修正随磁场强度的增加而增大，随量子点厚度的增加而减少，随温度的升高而增大。     

缩合法合成磁性荧光高分子CdTe@Fe_3O_4/P(NIPAM-co-AA)复合微球及其表征

具有超顺磁性和荧光特性的CdTe@Fe_3O_4/P(NIPAM-co-AA)多功能复合微球是以P(NIPAMco-AA)为模板制备而成.首先,采用溶胀法使模板微球带有磁性;其次,辅助TEOS和APTES两种化学试剂实现对Fe_3O_4/P(NIPAM-co-AA)微球表面的氨基功能化;最后,携带氨基的磁性微球与巯基乙酸修饰的CdTe量子点通过酰胺缩合反应,将量子点键合到磁性微球表面上,最终获得单分散的磁性荧光高分子复合微球.分别采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、倒置荧光显微成像系统、荧光分光光度计以及振动样品磁强计等方法对所获复合材料的结构与性能进行了表征.结果表明:复合微球单分散性良好,平均粒径约为30μm,饱和磁化强度可达5.4emu/g,具有良好的超顺磁性和较高的荧光发光效率.该材料将磁性、荧光结合到微米级高分子共聚物上,不仅解决了纳米粒子分离和处理的困难,而且奠定了多功能材料在生物标记、荧光成像等诸多领域潜在的应用基础.     

氮掺杂荧光碳点的合成及其生物应用进展

杂原子掺杂碳点因其优异的性能而备受关注,其中以氮掺杂碳点（N-CDs）的研究最为广泛. N-CDs相较于普通碳点（CDs）具有更高的量子产率和发光性能. 优良的水溶性、低毒性、令人满意的生物相容性和良好的组织通透性,令其在生物分析检测、抗菌剂、生物医学成像和疾病治疗中显示出了巨大的应用前景. 文章简述了N-CDs的相关性能、合成策略及其在生物医学领域的相关应用.     

抗生素亚胺培南探针分子设计及传感性能研究

抗生素亚胺培南（imipenem,IPM）用药治疗败血症患者感染需要快速做出反应,目前的血药监测方法严重延迟药物注射。设计金属元素掺杂型石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）,可实现荧光法快速测定IPM和开辟荧光法检测抗生素的新途径。采用水热法制备了铁掺杂GQDs （Fe-GQDs）,用于快速探测IPM。采用透射电子显微镜（transmission electron microscopy,TEM）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）以及荧光光谱等方法,探讨不同铁源起始剂对GQDs荧光性能及传感性能的影响,并分析了乙酸铁为铁源制备的Fe-GQDs的微观结构及荧光性能。结果表明：以乙酸铁为起始剂制备的Fe-GQDs荧光性能最佳,且对IPM具有显著的荧光淬灭效应。所制备的Fe-GQDs荧光淬灭强度（F/F₀）与IPM浓度（concentration,C）呈线性关系,线性方程为${F/}{{F}}_{text{0}}text{= 0.983}-text{4.23×}{text{10}}^{-3}text{}$C,线性相关系数（R²）为 0.997,线性范围为0.007～0.073 g/L。Fe-GQDs探针分子对血浆中常见有机分子和金属离子具有良好的抗干扰性,检测IPM误差为1.6%～4.6%。