1 浙江传媒学院 媒体工程学院，浙江 杭州 310018
2 黑龙江大学 电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080
3 北京市计量检测科学研究院，北京 100029
核壳半导体量子点材料因其在修复单量子点表面缺陷方面的特殊性能，极大地提高了量子点的光学性能而受到人们的研究。改进了CdTe核心的制作方法，使用小型三口瓶替代传统的小烧瓶作为反应容器，制备碲氢化钠，合成了不同核心尺寸、不同壳层厚度与不同壳层材料的10种CdTe/CdS、CdTe/ZnS核壳结构半导体量子点。对10种核壳结构半导体量子点材料进行紫外可见吸收光谱及荧光光谱测试，并分析其荧光特性。量子点在紫外可见波段的吸收光谱表明随着量子点尺寸的增大，吸收峰发生红移。通过实验结果与分析可推断出CdTe/CdS量子点荧光寿命和强度的不同是由于核心和壳层尺寸的不同量子点在I型和II型中相互转换；CdTe/ZnS的壳层厚度增加时，由于ZnS的壳层降低了核心外表的悬空键和表面缺陷态的数量，使电子空穴对复合机率加大，使得荧光峰位产生了红移。
CdTe/CdS CdTe/ZnS 核壳量子点 荧光特性 CdTe/CdS CdTe/ZnS core-shell quantum dots fluorescence characteristic 红外与激光工程
2021, 50(5): 20200287
湖北工程学院 物理与电子信息工程学院, 湖北 孝感 432000
在有效质量近似下, 利用量子力学密度矩阵理论, 从理论上研究了考虑极化子效应后核壳量子点中线性、三阶非线性以及总的光吸收系数在不同条件下随入射光能量变化的关系。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吸收系数的影响。结果表明, 极化子效应对光吸收系数有很大影响, 不同声子模式对光吸收系数影响大小不同。考虑电子-LO声子后, 光吸收系数被大大提高。另外, 入射光强和弛豫时间对系统的吸收系数也有很大影响。
极化子 核-壳量子点 光吸收 polarons core-shell quantum dot optical absorption
湖北工程学院 物理与电子信息工程学院, 湖北 孝感 432000
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.
非线性光学 核壳量子点 三阶极化率 极化子效应 简并四波混频 Nonlinear optics Core-shell quantum dot Third-order optical susceptibilities Polaron effect Degenerate four-wave mixing
1 中南大学物理与电子学院 超微结构与超快过程湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410083
2 浙江师范大学LED芯片研发中心, 浙江 金华 321004
3 中国科学院半导体研究所 超晶格与微结构国家重点实验室, 北京 100083
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。
双光子吸收 ZnO/ZnS核-壳量子点 Z-扫描技术 two-photon absorption ZnO/ZnS core/shell quantum dots Z-scan technique
1 皖南医学院 药学系, 安徽 芜湖 241002
2 安徽师范大学 化学与材料学院, 安徽 芜湖 241002
在油相中成功合成了脂溶性CdSe/ZnS核壳量子点纳米粒, 粒径平均为4.5 nm, 量子产率达29%, 发射波长为540 nm。通过薄膜分散法, 以蛋黄卵磷脂、胆固醇为膜材, 将脂溶性的CdSe/ZnS核壳量子点包覆于脂质体磷脂双分子层中, 由于磷脂分子的两亲性, 使得脂溶性的CdSe/ZnS核壳量子点同时又具有亲水性。通过透射电镜对脂质体形态进行了表征, 倒置荧光显微镜证实了发光CdSe/ZnS核壳量子点成功包埋于脂质体双分子层中, 包裹的发光CdSe/ZnS核壳量子点具有更稳定的发光及抗光漂白性质。
CdSe/ZnS核壳量子点 脂质体 荧光 CdSe/ZnS core-shell QDs liposome fluorescence
1 湖北工程学院物理与电子信息工程学院, 湖北 孝感 432000
2 武汉软件工程职业技术学院光电系, 湖北 武汉 430205
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, 从理论上研究了ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点中线性和三阶非线性光吸收系数。导出了柱型量子点中线性和三阶非线性光学吸收系数的解析表达式, 分析了该系统在不同条件下线性和三阶非线性光吸收系数与入射光频率之间的关系。改变系统的参数, 该系统的光吸收系数呈规律性变化。计算结果表明：弛豫时间τ、入射光强I和壳半径R2对系统的吸收系数α有很大的影响, 从而为实验上研究核壳结构量子点的非线性光学效应提供了必要的理论依据。
非线性光学 核壳量子点 光吸收系数 nonlinear optical core-shell quantum dot optical absorption coefficient
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
采用油水两相溶液体系, 借助于双亲聚合物包覆实现了CdSe/ZnSe核壳结构量子点自油相到水相的相转移。 油水两相中的聚合物包覆与已经报道的均相溶液中聚合物包覆量子点的方法不同, 包覆过程在油水两相界面处完成, 有效地减少了聚合物缠绕引起的量子点团聚, 实现了聚合物对量子点的无团聚单分散包覆。 透射电镜和激光粒度分析仪对聚合物包覆量子点的表征结果表明获得的水溶性量子点具有良好的分散性, 均一的水力尺寸。 吸收和发射光谱表明聚合物包覆过程对量子点的发射峰位和峰型没有引起明显的改变, 维持了较高的量子产率。 通过荧光微区成像技术成功实现了对人IgG蛋白的特异性检测, 证实这种方法获得的聚合物包覆量子点具有较好的与生物分子偶联的功能化基团, 适合于生物学标记应用。
CdSe/ZnSe核壳量子点 双亲聚合物 相转移 生物学应用 CdSe/ZnSe core/shell quantum dots Amphiphilic polymer Phase transfer Biological applications
