碳量子点作为荧光探针对水体中铜离子的测定开题报告碳量子点作为荧光探针对水体中铜离子的测定环境科学 1048121王进量子点是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构,因为电子运动在三维空间都受到了限制,所以有时被称为人造原子、超晶格、超原子或量子点原子,是20世纪90年代提出来的一个新概念。
量子点,又可称为纳米晶,是一种由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒。
量子点的粒径一般介于1~10nm之间,由于电子和空穴被量子限域,连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构,受激后可以发射荧光。
基于量子效应,量子点在太阳能电池,发光器件,光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。
量子点按其几何形状,可分为箱形量子点、球形量子点、四面体量子点、柱形量子点、立方量子点、盘形量子点和外场诱导量子点;按其电子与空穴的量子封闭作用,量子点可分为1型量子点和2型量子点;按其材料组成,量子点又可分为元素半导体量子点,化合物半导体量子点和异质结量子点。
此外,原子及分子团簇、超微粒子和多空硅等也都属于量子点范畴。
量子点独特的性质基于它自身的量子效应,当颗粒尺寸进入纳米量级时,尺寸限域将引起尺寸效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应和表面效应,从而派生出纳米体系具有常观体系和微观体系不同的低维物性,展现出许多不同于宏观体材料的物理化学性质,在非线形光学、磁介质、催化、医药及功能材料等方面具有极为广阔的应用前景,同时将对生命科学和信息技术的持续发展以及物质领域的基础研究发生深刻的影响。
很多现代发光材料和器件都由半导体量子结构所构成,材料形成的量子点尺寸都与过去常用的染料分子的尺寸接近,因而象荧光染料一样对生物医学研究有很大用途。
从生物体系的发光标记物的差别上讲,量子点由于量子力学的奇妙规则而具有显著的尺寸效应,基本上高于特定域值的光都可吸收,而一个有机染料分子只有在吸收合适能量的光子后才能从基态升到较高的激发态,所用的光必须是精确的波长或颜色,这明显与半导体体相材料不同,而量子点要吸收所有高于其带隙能量的光子,但所发射的光波长(即颜色)又非常具有尺寸依赖性。
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