3、量子点结构、表面特性及性能全解析

量子点结构、表面特性及性能全解析

量子点（QDs）作为纳米科技领域的明星材料，凭借其独特的光学、电子和量子力学特性，在生物医学、电子学等众多领域展现出巨大的应用潜力。本文将深入探讨量子点的结构、表面特性以及性能，揭示其背后的科学原理和应用前景。

量子点的结构类型

量子点的结构多种多样，不同结构赋予了量子点独特的性质和应用价值。

特殊元素量子点

• 硅量子点（SiQDs） ：硅量子点具有良好的生物相容性，对环境污染和生物危害较小。其特性为生物传感器和生物成像等生物应用提供了广阔的机会。
• 锗量子点（GeQDs） ：由于量子限域效应，锗量子点具有优异的电学和光学性能。它可广泛应用于热电设备，提高电导率的同时降低热导率。此外，与传统金属基量子点相比，锗量子点的毒性更低。研究表明，硫化镉量子点（CdSQDs）掺杂锗后毒性降低，生物相容性显著提高，可用于设计检测生物化合物的电化学传感器。

核壳量子点

核壳量子点是量子点结构工程的杰出成果，通过在量子点核心周围添加外壳，显著提升了其光学性能。
- 性能提升原理 ：外壳的生长增强了量子点的稳定性和光致发光效率。光致发光是电子 - 空穴对（激子）通过辐射途径复合产生的，但非辐射衰变途径会降低荧光量子产率（QY）。在半导体纳米晶体周围生长更高带隙的半导体材料外壳，可以减少非辐射复合位点，提高QY。例如，CdSe核心包覆ZnS外壳后，核壳量子点的QY大于50%。
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