量子點實際上是納米半導體。通過施加一定的電場或光的壓力,這些納米半導體材料,它們會發出特定頻率的光,這種半導體的頻率變化,通過調節納米半導體的大小可以控制它發出的光的顏色,由于納米半導體具有有限的電子和空穴(電子眼)的特點,這一特點在本質上是相似的原子或分子被稱為量子點。
量子點是重要的低維半導體材料,其所有三個維度的尺寸都不超過其相應半導體材料的激子玻爾半徑的兩倍。量子點一般是球形或球形,直徑通常在2到20納米之間。常見的量子點由四IV-VI族或II-VI、III-V族元素。具體的例子有:硅量子點、鍺量子點、硒化鎘量子點、碲化鎘量子點、硒化鉛量子點、磷化銦點和砷化銦量子點等。
現代量子點技術可以追溯到20世紀70年代中期,是為解決全球能源危機而開發的。最初的研究始于上世紀80年代早期在兩個實驗室的科學家:路易斯博士布魯斯在貝爾實驗室Alexander Efros博士和維克托博士。不同大小的硫化鎘顆粒可以產生不同的顏色。這項工作有助于理解量子限制效應,它解釋了量子點大小與顏色之間的相互關系,也為量子點的應用鋪平了道路。
自1997以來,隨著量子點制備技術的不斷改進,量子點在生物研究中的應用越來越廣泛。量子點的獨特性質是基于量子效應的。當粒子尺寸在納米量級時,尺寸限制會引起尺寸效應,量子限制效應,宏觀量子隧穿效應和表面效應,系統和微觀系統具有不同于宏觀材料的不同的物理化學性質。它們在非線性光學、磁性介質、催化、醫藥和功能材料等領域有著極為廣闊的應用前景。
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