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Juddy-QDs木虫 (著名写手)
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量子点表面效应 (QDs与Ligands的关系)已有5人参与
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表面效应是区别量子点和体相材料的一个重要因素。对于体相材料来说，其几何半径远大于激子半径，所以绝大多数激子是以远离表面的形式存在的，故表面对体相材料的影响较小，但是量子点的尺寸在体相激子半径之内，量子点的激子总是在表面存在，因此表面的性质对量子点的激子态性质影响巨大。例如量子点的表面晶格缺陷产生的表面悬挂键，会影响半导体的光学性质；表面性质对处于基态的量子点影响较小，但对激发态下的量子点性能影响巨大，量子点表面的缺陷存在，会引入缺陷态能级，当缺陷能级比激子能级低时，缺陷能级就可能捕获电子和空穴，然后激子通过缺陷态复合，能量以光或热的形式放出。这样，在同一量子点上，激子就有不同的复合途径，也可以说有不同的激子态。因为缺陷态发光效率很低，而且缺陷发光与激子正常复合发光的能量往往不同，所以使得量子点呈现出杂色光。 可以通过连接配体的方式来改善量子点表面性质。表面配体与量子点表面原子一般都是通过配位键连接，量子点纳米晶的晶面活性差异，对不同配体的选择性可能不同，例如，非极性面上通常会吸附中性配体：含胺基、膦基的，极性面则配位羧基、磺基等带电配体。一般配体都是与阳离子进行配位，导致阴离子上的悬键、缺陷无法用配体来修饰，试图通过有机配体修饰量子点来解决其荧光稳定性很难得到理想的结果。 配体的选择一般来说更长链、更大空间位阻对量子点的包覆具有更好的荧光稳定性。具体原因可能是空间位阻小的配体包覆致密性较差，空气中的水氧更容易接触到量子点表面。当量子点的表面缺陷捕获一个电子或空穴时，它可以充当一个氧化还原反应的活性中心，这个反应中心会与空气中的水、氧发生反应，进而破坏量子点的荧光稳定性。但是配体位阻大会引起的空间位阻过大而不利于量子点的合成生长，所以配体修饰只能在合成后进行，另外，配体的过大位阻也不能让量子点表面配体覆盖率达到100%，所以配体的空间位阻增大，意味着量子点表面配体覆盖率降低，引入的表面缺陷导致量子点的荧光产率也会降低。 |
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