2分鐘了解量子點(diǎn)的三種常見制備方法優(yōu)缺點(diǎn)對比
西安齊岳生物科技有限公司可以提供石墨烯量子點(diǎn),碳量子點(diǎn)(carbon dots,CDs) ,熒光量子點(diǎn),鈣鈦礦量子點(diǎn),近紅外量子點(diǎn),硅量子點(diǎn)、鍺量子點(diǎn)、硫化鎘量子點(diǎn)、硒化鎘量子點(diǎn)、碲化鎘量子點(diǎn)、硒化鋅量子點(diǎn)、硫化鉛量子點(diǎn)、磷化銦量子點(diǎn)和砷化銦量子點(diǎn)等各種納米尺寸和吸收和發(fā)射波長的量子點(diǎn)產(chǎn)品。
量子點(diǎn)是一種納米級別的半導(dǎo)體,量子點(diǎn)通過一定的化學(xué)工藝制造而來,其大小只有10到2納米。這些量子點(diǎn)可以融入晶體管或薄膜中以便捆綁銷售。量子點(diǎn)的尺寸是可調(diào)的,發(fā)出的光的頻率會隨著尺寸的改變而變化,可將短波光源轉(zhuǎn)化為各種顏色的光。
常見的量子點(diǎn)制造方法可以大致分為三類:
化學(xué)溶液生長法,外延生長法,電場約束法。這三類制造方法也分別對應(yīng)了三種不同種類的量子點(diǎn)。量子點(diǎn)在生物以及化學(xué)領(lǐng)域中有**的應(yīng)用前景,得益于其特殊的性質(zhì):1)量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可以通過改變量子點(diǎn)的尺寸大小來控制;2)量子點(diǎn)具有很好的光穩(wěn)定性;3)生物相容性好;4)量子點(diǎn)的熒光壽命長等等。
下面分別介紹三種量子點(diǎn)的制備方法:
1).化學(xué)溶液生長法
1993年,麻省理工學(xué)院Bawendi教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小組在有機(jī)溶液中合成出了大小均一的量子點(diǎn)。他們將三種氧族元素(硫、硒、碲)溶解在三正辛基氧膦中,而后在200到300攝氏度的有機(jī)溶液中與二甲基鎘反應(yīng),生成相應(yīng)的量子點(diǎn)材料(硫化鎘,硒化鎘,碲化鎘)。之后人們在此種方法的基礎(chǔ)上**出了許多合成膠狀量子點(diǎn)的方法。大部分半導(dǎo)體材料都可以用化學(xué)溶液生長的方法合成出相應(yīng)的量子點(diǎn)。
2).外延生長法
外延生長法是指在一種襯底材料上長出新的結(jié)晶,如果結(jié)晶足夠小,就會形成量子點(diǎn)。根據(jù)生長機(jī)理的不同,該方法又可以細(xì)分成化學(xué)氣相沉積法和分子束外延法。
這種方法生長出的量子點(diǎn)長在另一種半導(dǎo)體上,很容易與傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件結(jié)合。另外由于沒有有機(jī)配體,外延量子點(diǎn)的電荷傳輸效率比膠體量子點(diǎn)高,并且能級也比膠體量子點(diǎn)更容易調(diào)控。同時(shí),也具有表面的缺陷少等優(yōu)點(diǎn)。然而,由于化學(xué)氣相沉積和分子束外延都需要高真空或超高真空,因此相比于膠體量子點(diǎn),外延量子點(diǎn)的成本較高。
3).電場約束法
電場約束法是指,完全利用調(diào)控金屬電極的電勢使半導(dǎo)體內(nèi)的能級發(fā)生扭曲,形成對載流子的約束。由于量子點(diǎn)所需尺寸在納米級別,因此金屬電極需要用電子束曝光的方法制作。但用這種方法制作出的量子點(diǎn),可以簡單通過調(diào)控門電壓控制其能級,載流子的數(shù)量和自旋等。由于**的可控性,這種量子點(diǎn)也適合于用作量子計(jì)算。
三種量子點(diǎn)制備方法的優(yōu)缺點(diǎn):
化學(xué)溶液生長量子點(diǎn) | 外延生長量子點(diǎn) | 電場約束法量子點(diǎn) | |
方法 | 水溶液化學(xué)反應(yīng),鋅、鎘、硒、硫原子合成,膠狀量子點(diǎn) | 在一種襯底材料上長出新的足夠小的結(jié)晶,形成量子點(diǎn) | 完全利用調(diào)控金屬電極的電勢使半導(dǎo)體內(nèi)的能級發(fā)生扭曲,形成對載流子的約束 |
優(yōu)點(diǎn) | 制作成本低,產(chǎn)率大,發(fā)光效率高 | 很容易與半導(dǎo)體相結(jié)合,電荷傳輸效率高 | 對其能級,載流子的數(shù)量和自旋等有**的可控性
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缺點(diǎn) | 導(dǎo)電率低 | 成本高 | 成本很高,產(chǎn)率很低 |
相關(guān)產(chǎn)品:
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水溶性CuInS/ZnS 量子點(diǎn) PL 550 nm--800 nm
水溶性Mn摻雜 量子點(diǎn) PL 580 nm--600 nm(磷光量子點(diǎn))
水溶性碳量子點(diǎn) PL 380 nm--560 nm
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