量子点量子效应

发布网友发布时间：2024-07-07 07:45

共1个回答

热心网友时间：2024-07-12 05:28

量子点的特殊性质源于其量子效应，当其尺寸缩小至纳米级别时，尺寸限域会产生一系列效应，如尺寸效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应和表面效应。这些效应导致纳米体系展现出与宏观材料截然不同的低维特性，展现出非线性光学、磁介质、催化、医药和功能材料等诸多领域的独特性质，为这些领域的发展提供了广阔的前景。表面效应尤为显著，随着粒径减小，量子点的表面原子增多，表面能量和活性也随之提高，这影响了电子输运和结构型的变化，电子自旋构象和电子能谱也随之变化，甚至可能导致表面缺陷引发的光性质变化和非线性光学效应。

金属纳米颗粒的表面效应与尺寸效应共同作用，使得其光反射系数显著降低，呈现出黑色或深色，吸光能力增强。量子限域效应在量子点中尤为明显，当粒径小于Wannier激子Bohr半径时，电子受到限制，形成激子并产生激子吸收带，蓝移现象随之出现。日本NEC的量子点阵研究证实了这种限域效应，激光照射下的量子点能发出蓝光，证实了其量子限域效应的电子功能。

在微电子技术中，量子隧道效应成为关键。当器件尺寸接近电子自由程时，电子的波动性显著，电子能级变为分立，这促使制造量子器件时需要在微小区域内形成纳米导电区域，从而实现量子限域效应。电子在这些区域间的量子隧道效应是纳米有序阵列体系的重要特征，它带来了从绝缘到导电的临界效应。

最后，尺寸效应是通过调控量子点的形状、结构和尺寸来改变其电子状态的重要手段。随着量子点尺寸的减小，光吸收谱出现蓝移，尺寸越小，蓝移现象越明显，这就是著名的量子尺寸效应。

扩展资料

量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在100纳米(nm)以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应(quantum confinement effect)特别显著。