提出了采用环境友好型InP/ZnS核壳结构量子点材料制备匹配蓝光Micro-LED阵列的量子点色转换层以实现Micro-LED阵列器件全彩化的技术方案。通过采用倒置式量子点色转换层方案, 实现了InP/ZnS量子点材料和Micro-LED阵列的非直接接触, 从而可以缓解LED中热量聚集导致的量子点材料发光主波长偏移、半峰宽展宽以及发光效率衰减等问题。量子点色转换层中内嵌PDMS聚合物柔性膜层, 可以消除咖啡环效应, 同时, 色转换层中内嵌飞秒激光图案化处理的500 nm长波通滤光膜层, 可以抑制蓝光从非蓝色像素单元出射。最后, 实验制备了像素单元中心间距90 μm的16×16 InP/ZnS量子点色转换层。该设计可以实现基于蓝光Micro-LED阵列的全彩色Micro-LED显示器件的制备, 并且该制备方法可以降低全彩色Micro-LED阵列显示器件的制备成本。

为了能够有效快捷地实现低浓度对乙酰氨基酚的检测, 本文利用量子点电子转移荧光猝灭的机理, 对量子的的修饰和对乙酰氨基酚的检测方法进行实验研究。首先, 将乙二胺-环糊精成功修饰到Mn-ZnS量子点表面, 增强其荧光稳定性和水溶性, 再利用β-环糊精对对乙酰氨基酚的包合作用, 使对乙酰氨基酚进入β-环糊精的空腔内, 与量子点表面发生电子转移, 进而使荧光猝灭。然后, 基于乙二胺-环糊精修饰的ZnS量子点电子转移荧光猝灭的机理, 建立了一种检测血液中对乙酰氨基酚含量的荧光光谱分析新方法。实验还考察了反应时间与反应温度对对乙酰氨基酚检测的影响。实验结果表明, 在反应时间为35 min、反应温度为40 ℃的条件下, 乙二胺-环糊精修饰ZnS量子点的荧光强度与对乙酰氨基酚的浓度呈良好的负线性关系, 对乙酰氨基酚的浓度范围为1~100 ng/L, 检出限为0.64 ng/L, RSD(%)为1.69%(n=11), 用于血液样品的检测时, 加标回收率为91.06%~103.82%。该方法实现了低浓度对乙酰氨基酚含量的检测, 且操作快速、简便。

作为一种新型的荧光探针, 量子点(QD)已经受到越来越多的重视, 制备工艺也显得格外重要。水相中合成的量子点效率低, 油相中的量子点经过转相以后效率也大大衰减。本论文利用再沉淀包覆的方法制备了具有良好的水溶性的掺杂绿光CdSe@ZnS的纳米颗粒G-NPs(534 nm)和掺杂红光CdSe@ZnS的纳米颗粒R-NPs(610 nm), 具有窄的半峰宽(G-NPs ~29 nm, R-NPs ~31 nm), 较小的粒径(45 nm), 并在此基础上通过发射光谱与荧光衰减研究了量子点之间的能量传递现象。该方法保留了量子点原来的性质, 基于其优良的光学性质, 对人类肝细胞肝癌细胞株(HepG2)进行了荧光标记, 从共聚焦成像实验结果看出, 纳米颗粒得到了良好的吞噬效果。

研究了CdSe/ZnS 量子点与介孔多孔硅偶联吸附结合的复合膜的光致发光谱。实验比较了CdSe/ZnS 量子点与硅复合和与多孔硅复合的光致发光,发现量子点与多孔硅复合的发光比与硅复合有很大的增强。对不同孔径的多孔硅与量子点复合后的光致发光谱的比较发现,由于孔径大小对量子点浸入介孔硅有影响,孔径大浸入的量子点较多所以大孔径多孔硅的发光比小孔径的发光强。量子点与多孔硅复合的光致发光具有量子点荧光发光强度高、稳定和窄带发光的特点,对进一步应用于基于多孔硅器件的光学传感器有重要意义。

测量了不同组份比例x的CdSxSe1-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0.1~5 mg/mL的CdS0.4Se0.6 /ZnS量子点光纤，测量了不同掺杂浓度量子点光纤中473 nm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CdSxSe1-x/ZnS量子点增益型光电子器件.

利用巯基丙酸包覆的InP@ZnS 量子点(QDs)与Dured构建了一种检测DNA的荧光探针。在该探针中, 以环境友好型带负电的InP@ZnS量子点为荧光团, 与带正电的Dured通过静电结合, 构建了InP@ZnS QDs/Dured纳米荧光探针。通过荧光共振能量转移(FRET)机理, 量子点荧光被猝灭; 当DNA存在时, Dured与DNA的特异性结合使Dured从InP@ZnS QDs表面脱附, FRET过程被打断, InP@ZnS QDs荧光恢复, 以荧光“关-开”方式检测DNA。该探针检测DNA的线性范围为2.0～275.0 ng·L-1, 检测限为1.0 ng·L-1, 并可用于模拟生物生理条件下的DNA检测。

设计了一种双粒度CdSe/ZnS掺杂量子点薄膜的反射式荧光温度传感器。以发射波长分别为540 nm和610 nm的CdSe/ZnS掺杂量子点薄膜作为核心器件，研究了其光致发光光谱的峰值波长、量子点带隙、峰值强度和自参考光谱强度等参量随温度的变化特性。结果表明，在30~100 ℃的测量范围内，掺杂量子点薄膜的光致发光光谱峰值强度随着温度的增加而逐渐减小；峰值波长、量子点带隙和自参考光谱强度与温度均呈线性关系；峰值强度与温度呈指数规律关系；证明了自参考光谱强度在升温与降温的过程中具有较好的稳定性；峰值波长随温度升高出现红移，平均灵敏度可达到0.055 nm/℃。

采用一种简单的方法合成HgTe/CdS/ZnS多壳层量子点.首先,以1-硫代甘油为稳定剂,在水相溶液中制备出HgTe核量子点;然后,采用外延生长法依次在HgTe核量子点表面包覆CdS和ZnS壳层,合成出最终具有稳定近红外发光的HgTe/CdS/ZnS多壳层量子点.该合成方法仅需3个步骤,具有操作简单、成本低廉的优点.实验结果显示,当反应温度为90 ℃、反应溶液pH为11.0、反应加热回流时间为4 min时,HgTe/CdS/ZnS多壳层量子点具有最高荧光量子产率36%.

基于有限元法, 设计了一种六边形排列含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的高双折射光子晶体光纤, 分析了具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的色散及损耗特性.结果表明, 含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的光子晶体光纤在x和y方向均存在基模.当泵浦光波长逐渐增加时, 具有相同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的双折射值逐渐增大, x和y方向总色散先增大后减小且存在两个零色散点, 损耗逐渐增大并在可见光波段趋近于零;具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤随CdSe/ZnS量子点薄膜厚度的增加, 在相同泵浦光波长处, 双折射值逐渐减小, x和y方向总色散逐渐减小且两个零色散点逐渐靠近, 损耗逐渐增大.通过沉积不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜和选择合适泵浦光波长, 可有效控制光子晶体光纤的色散和损耗.

ZnCuInS/ZnS量子点是一种无重金属“绿色”半导体纳米材料。制备出了直径为2.9 nm的ZnCuInS/ZnS核壳量子点。从ZnCuInS/ZnS量子点的吸收及光致发光光谱中可以看到, 量子点的斯托克斯位移为410 meV。这样大的斯托克斯位移表明, ZnCuInS/ZnS量子点的复合机制与缺陷能级有关。研究并计算了在辐射及非辐射驰豫过程的(Huang-Rhys)因子及平均声子能量。结果表明在50~373 K范围内, 能量带隙的变化以及光致发光光谱的增宽是分别由光从能带边缘向缺陷能级跃迁及载流子声子耦合导致的。