介绍了液晶分子的光控取向技术和半导体量子棒均匀定向的方法。该方法可以将高亮度、核/壳结构的CdSe/CdS量子棒与液晶单体相互结合, 通过定向排列液晶单体来实现对量子棒的定向排 列, 并利用紫外光聚合固化, 形成包裹量子棒的液晶聚合物薄膜。通过对高偏振荧光量子棒的光学表征, 展现出高排列序参数。在应用方面, 液晶聚合物中的量子棒可在微米尺度(低至2 μm)内进 行多畴取向, 展现出在光子学和保密领域中的应用前景; 结合量子棒/液晶聚合物(QR/LCP)薄膜与液晶显示技术, 可用于新式光学驱动荧光显示设备; 用于现代液晶显示设备中的量子棒亮度增益膜, 在增强色彩表现(>100% NTSC)的同时, 又能提高显示器的光学效率(>8%)。

作为一种新兴的纳米材料，CdSe/CdS 量子棒的偏振发光特性使其在应用于新型液晶显示中极具潜力，而如何将量子棒材料在宏观尺度上大面积的定向排列是实现该技术的关键性问题。在本文中，我们报道了一种大面积、含定向排列量子棒、基于PMMA纳米纤维制成的偏振增亮膜。首先，采用一种新的TBP辅助合成方法，合成出具有核壳结构的CdSe/CdS量子棒。该材料的绝对量子产率达到了60%，发光波长的半峰宽为25 nm，具有182 nm的大Stokes位移。随后将这些量子棒溶于氯仿、DMF和PMMA混合溶液中制备用于静电纺丝的纺丝液。通过静电纺丝技术，将含有量子棒的聚合物纳米纤维通过滚筒收集处理，得到了一张透明、大面积、偏振增强的增亮膜， 5 cm2 增亮膜的偏振度为0.45。最后将制备的增亮膜嵌入一个液晶显示模组中测试，结果显示该模组的亮度提高了18.4%。这一结果表明我们制备的量子棒增亮膜在新型宽色域高光效显示领域具有非常广阔的应用前景。

通过坐标变换把量子棒的哈密顿量由椭球边界变为球形边界。采用线性组合算符和么正变换方法研究了量子棒中弱耦合杂质极化子的第一内部激发态能量、 激发能量和从第一内部激发态到基态跃迁频率随量子棒的横向和纵向有效受限长度、库仑束缚势、椭球的纵横比的变化关系。结果表明:它们随库仑束缚势的 增加而增大,随纵横比和有效受限长度的增加而减少。表现出量子棒有趣的量子尺寸限制效应。

基于Tokuda-Lee-Low-Pines变分法研究了温度对非均匀抛物限制势下量子棒中弱耦合极化子有效质量的影响，推导出量子棒中弱耦合极化子的有效质量m*随量子棒纵横比e′、电子声子耦合强度α和温度参数γ的变化规律。数值计算结果表明，量子棒中弱耦合极化子的横向有效质量m*‖和纵向有效质量m*z均随电子声子耦合强度α的增加而增大，随温度T的升高而减小；量子棒中极化子的横向有效质量m*‖随量子棒纵横比e′的增加而增大，纵向有效质量m*z随e′的增加而减小。

给出了具有椭球边界量子棒经坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了在非均匀抛物限制势下量子棒中强耦合杂质束缚极化子的性质。导出了量子棒中强耦合杂质束缚极化子的振动频率和声子平均数随库仑束缚势、电子-声子耦合强度、椭球的纵横比和量子棒的横向和纵向有效受限长度的变化关系。数值计算结果表明：振动频率和声子平均数随电子-声子耦合强度和库仑束缚势的增强而增加，随量子棒的横向和纵向有效受限长度和椭球的纵横比的减小而增大。表现出量子棒的奇特的量子尺寸限制效应。

给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用线性组合算符 和幺正变换的方法研究了在非均匀抛物限制势下量子棒中弱耦合极化子的振动频率λ、第一内部激发态能量E1、 激发能量ΔE 和从激发态到基态跃迁谱线频率ω 随椭球的纵横比e′、电子-声子耦合强度α和横向和纵向有效受限长度lp和lz的变化关系。 数值计算结果表明:振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和跃迁谱线频率随横向和纵向有效受 限长度的减少而迅速增大。第一内部激发态能量随电子-声子耦合强度的增加而减少。振动频率随椭球纵横比的 增加而减少。当 e′>1 时,激发能量和跃迁谱线频率随椭球纵横比的增加而增加。当 e′<1 时,随椭球纵横比的减少而增大。当e′=1 时,它们取极小值。

给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了在抛物限制势下量子棒中弱耦合磁极化子的第一内部激发态能量E1、激发能量ΔE和从激发态到基态跃迁谱线的频率ω随横向和纵向有效受限长度lp和lz、电子－声子耦合强度α、椭球的纵横比e′以及磁场的回旋频率ωc的变化关系。数值计算结果表明:第一内部激发态能量、激发能量和跃迁谱线频率随横向和纵向有效受限长度的减少而迅速增大,随回旋频率的增加而增大。第一内部激发态能量随耦合强度的增加而减少。当e′>1时,跃迁谱线频率和激发能量随纵横比的增加而增大,当e′<1时,随着纵横比的减少而增加。当e′=1时,它们取稳定的极小值。

给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了 在非均匀抛物限制势下量子棒中强耦合磁极化子的性质。导出了量子棒中强耦合磁极化子的振动频率和声子平均数 随磁场的回旋频率、电子-声子耦合强度、椭球的纵横比和横向和纵向有效受限长度的变化关系。结果表明: 振动频率和声子平均数随电子-声子耦合强度和磁场的回旋频率的增加而增加,随横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大。 当 e′>1时,振动频率和声子平均数随椭球的纵横比增加而增加。e′<1时,随着椭球的纵横比减少, 振动频率和声子平均数都增大。当 e′=1时,振动频率和声子平均数取极小值。