2.2 量子限域效應(yīng)

　　量子點(diǎn)由少量的原子所構(gòu)成，由于尺寸的限制，其內(nèi)部電子在各方向上的運(yùn)動(dòng)都受到局限，不能再自由移動(dòng)，這就是所謂的量子限域效應(yīng)。正是這種效應(yīng)導(dǎo)致了量子點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生類似原子一樣的不連續(xù)電子能級(jí)結(jié)構(gòu)，因此量子點(diǎn)又被稱為“人造原子”。這種“人造原子”在被激發(fā)時(shí)也不再有普通晶體的帶狀光譜，而具有了像原子一樣極窄的線狀光譜性質(zhì)，其光譜是由帶間躍遷的一系列線譜組成。

　　2.3 量子尺寸效應(yīng)

　　量子點(diǎn)最大的特點(diǎn)是能量間隙隨著晶粒的增大而改變，晶粒越大，則能量間隙越小，反之，能量間隙越大。也就是說(shuō)，量子點(diǎn)越小，則發(fā)光的波長(zhǎng)越短(藍(lán)移)，量子點(diǎn)越大，則發(fā)光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)(紅移)。根據(jù)量子點(diǎn)的尺寸效應(yīng)，我們就可以運(yùn)用改變晶粒尺寸的方法來(lái)改變發(fā)光光譜，而不再需要改變量子點(diǎn)的化學(xué)組成(見(jiàn)圖2)。

　　2.4 量子點(diǎn)LED 的發(fā)光形式

　　量子點(diǎn)是QLED發(fā)光的基本材料。實(shí)現(xiàn)QLED發(fā)光的主要有兩種形式：一是采用在GaN基LED中作為光轉(zhuǎn)換層，有效吸收藍(lán)光發(fā)射出波長(zhǎng)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)精確可調(diào)的各色光;二是采用其電致發(fā)光形式，將其涂敷于薄膜電極之間而發(fā)光(見(jiàn)圖3)?！?/p>

　　3.歷史的回顧：從量子點(diǎn)到QLED

　　上世紀(jì)80年代初，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的路易斯·布魯斯(Louis Brus)博士和前蘇聯(lián)約夫研究所的亞力山大·埃夫羅斯(Alexander Efros)博士以及維克多·克里莫夫(Victor I. Klimov)博士等多位研究者發(fā)現(xiàn)：粒徑不同硫化鎘顆粒在受激情況下會(huì)產(chǎn)生不同顏色的熒光。該效應(yīng)發(fā)現(xiàn)了量子點(diǎn)大小與顏色之間的相互關(guān)系，為量子點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵺`應(yīng)用鋪平了道路。

　　1998年，阿薩托斯(Alivisatos)和奈爾(Nie)兩個(gè)研究小組，首次將量子點(diǎn)生物熒光標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于活細(xì)胞體系。由此掀起了量子點(diǎn)的研究熱潮。物理學(xué)家當(dāng)初研究量子點(diǎn)時(shí)，絕對(duì)不會(huì)想到量子點(diǎn)最先的應(yīng)用是在生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)藥領(lǐng)域，量子點(diǎn)技術(shù)的出現(xiàn)為某些疾病的診斷和新藥研究帶來(lái)了新的希望。

　　在1990~1993年之間，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了“金屬有機(jī)-配位溶劑-高溫”技術(shù)，它以具有高毒性、非常不穩(wěn)定的二甲基鎘作為鎘源，在300℃左右高溫下、在有機(jī)配位溶劑中合成高質(zhì)量的硒化鎘。這對(duì)于整個(gè)量子點(diǎn)研究領(lǐng)域具有里程碑式意義。但是，這同時(shí)也給該領(lǐng)域留下來(lái)一個(gè)挑戰(zhàn)。他們用的原料，是從“金屬有機(jī)氣相沉積”借鑒而來(lái)，其中的二甲基鎘是爆炸性的，即使是室溫也不穩(wěn)定，而且毒性很大，成本很高。沿著這樣的技術(shù)思路，導(dǎo)致在后來(lái)10年間，這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展并不快。