文档介绍：浙江大学信息学院
博士学位论文
应用于生物光子成像的CdSe量子点核壳结构材料的绿色制备
姓名:廖宇峰
申请学位级别:博士
专业:光学工程
指导教师:何赛灵
20080401
摘要随着纳米技术的不断发展,纳米材料由于其表现出区别于常规体材料的独特物理化学性质引起了人们的广泛兴趣。半导体量子点牧暇哂杏乓斓摹⑺尺寸可调的发光性质,在荧光标记、激光、发光二极管、太阳能电池等前沿领域有着十分广泛的应用前景。量子点的相关研究已经成为材料、光学、生物学等多学科交叉领域的前沿课题。本论文主要研究了制备纳米量子点的新型绿色制备工艺,,并初步研究了利用复合量子点材料独特的荧光效应作为一种新型荧光探针,在生物标记成像和锎ǜ衅髦的应用。主要研究内容包括:,提出了一套易于操作、成本低廉的硒化镉量子点绿色合成工艺。对多种合成条件进行了优化,结果表明该新型合成方法得到的量子点尺寸可控,粒径均一,单分散性优良,具有很宽的激发光谱、较窄且对称的荧光发射光谱,其荧光稳定性和抗光漂白能力强。研究了利用该新型合成体系制各其他迥米晶体的实验方法,为量子点的深入研究提供了材料保障。梦⑷,结果表明这种方法使量子点表面形成了均匀的二氧化硅层,改善了量子点的水溶性,降低了其毒性,同时观测到了荧光峰的蓝移现象。状卫迷挥退幔禾迨逑倒怪﨏耍甖壳复合结构量子点材料,结果表明陌彩笴孔拥愕挠ü庑蚀蟠筇岣撸⒏黾钢挚赡艿机理。躺ê铣晒ひ罩票傅腃孔拥阕魑Sü馓秸氤醪接τ糜谏锕庾映像当中。为适应生物检测的需要,,通过静电作用成功的对人宫颈癌细胞进行了体外标记成像实验。媚擅捉鹂帕D苁沽孔拥阌ü忖鸬淖饔么罱艘惶譊序列检测生物传感器。通过不同的量子点/チ词约帘壤致哿烁么ǜ衅鞯牧槊舳龋⒁入硅微流管作为咏环从νǖ溃蚧舜ǜ衅鞯墓乖欤档土硕约觳庋放
关键词:量子点,硒化镉,,绿色合成工艺,光学性质表征,表面修饰,度的要求。生物光子成像,生物传感器Ⅱ
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第一章绪论纳米材料量子点简介科学技术——纳米科技得到科技界的广泛关注。纳米材料,尤其是量子点的超微飧秤枇似涠捞氐光子学,科学家们正努力使纳米材料的应用扩展到更多的领域。的超细材料。其尺寸介于分子、年,著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者、加州理工学院教授理查德·费曼在美国物理学会年会上做了题为《底层还有很多空间》谋ǜ妗緇】,首次提出了纳米尺度上的科学与技术问题。他在报告中曾预言:“如果有一天,人们能按自己的意志来逐个准确的放置原子,那将会产生怎样的奇迹钡搅辏氲继宄犯窀拍畹奶岢鲆及随后的成功发展,成为凝聚态物理和材料科学发展的一个重要里程碑,以半导体量子点摺②系统为代表的低维结构,经过年的发展,成为最富有生命力的前沿领域之一。上世纪八十年代,从量子点激光器概念的提出【谝淮问褂量子阱上再刻蚀的方法合成量子点【浚擅撞牧希绕涫橇孔拥愕闹聘鞴ひ詹欢完善,使其逐步成为目前国际上的研究热点,在众多学科上产生了重大影响。年拢谝唤旃誓擅卓蒲Ъ际趸嵋樵诿拦投夏φ倏#哟耍幻耪感碌尺寸导致了一种量子约束效应光学和电学性质。从物理到化学、从材料学到电子工程学,从纳米光子学到生物纳米材料,通常是指晶粒尺寸为纳米级原子与块状材料之间,通常泛指段诘奈⑿」烫宸勰D壳埃噬将处于尺度范围内的超微颗粒及其致密的聚集体,以及由纳米微晶所构成的材料,统称之为纳米材料,包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。由于其组成单元的尺度小,界面占用相当大的成分,纳米材料具有许多特点,这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中,在结构上有序度的变化,在状态上的非平衡性质,使体系的性质产生很大的差别,对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。我们知道,电子具有粒子性与波动性,电子的物质波特性取决于其费米波长’
如吟每啊!好矗簘彩话辏恪T谡飧龀ざ瘸叨认拢捎诹孔釉际в五驠在一般块材中,电子的波长远小于块材尺寸,因此量子约束效应不明显。如果将半导体材料的某一个维度的尺寸缩小到小于一个波长,电子就只能在另外两个维度所构成的二维空间中自由运动,这样的系统我们称之为量子阱甧蝗绻颐窃俳硪桓鑫鹊某叽缫菜醯叫∮谝桓霾ǔぃ虻缱又荒茉谝晃方向上运动,我们称之为量子线坏比鑫鹊某叽缍妓跣〉揭个波长以下时,电子在材料中的运动受到了三维限制,也就是说电子