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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 基础研究 » 【求助】一个没想清楚的问题—纳米粒子和量子点的区别
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cefele

铁杆木虫 (正式写手)

[交流] 【求助】一个没想清楚的问题—纳米粒子和量子点的区别

我不太明白，纳米粒子和量子点的区别是什么？ 如果仅仅是尺度问题，那么，用电子束刻蚀一层薄的半导体，由于电子束刻蚀已经达到2nm精度，那么理论上可以得到想要的任意形状量子点及排列。而我看的资料却说人工制备半导体量子点还是一件困难的事，如MBE生长量子点需要考虑晶格匹配的问题。所以，是否量子点还要有好的晶体周期排列。而纳米粒子仅仅对尺度有要求，对原子排列无要求，只要能结合在一起就行？
   有虫友专家能帮我解开这个问题吗？
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1楼 2011-01-16 20:23:40
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hamiltonian

至尊木虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★
cefele(金币+1):谢谢参与
cefele(金币+2): 讲的 很 清楚,谢謝. 2011-07-19 18:45:35
lpszk(金币+3): 很好 2011-08-20 07:27:25
纳米粒子仅仅是粒子体积大小上在纳米级。
而量子点除了体积是纳米级别外，关键是体现“量子”效应，以MBE生长GaAs/InAs/GaAs量子点为例，InAs的能带是小于GaAs的，这样电子就被限制在这样一个零维空间里（量子阱是两维无限深势井的），就是所谓的“人工原子”。也就是说，做半导体量子点结构的关键是要用宽禁带的半导体材料完美的包裹住窄禁带的量子点。
单单利用刻蚀是无法形成量子点结构的。用MBE生长量子点时，一般会在最后表面上再生长一层量子点，这一层仅仅是用AFM来观察一下形貌。想得到量子点的PL还必须是中间被宽禁带材料夹着的那些量子点。
S-K模式长出的量子点是随机的，MBE做量子点难点其实是无法控制量子点的密度和大小，不是长出量子点本身。
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3楼2011-07-19 16:50:29
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donkeypku

至尊木虫 (著名写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
lpszk(金币+1): 谢谢交流 2011-08-20 07:27:46
量子点尺寸更小一些，必须小于其激子波尔半径，其能级是分立的，可以用基于有效质量近似的类氢薛定谔方程描述
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5楼2011-08-19 12:37:11
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hamiltonian

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
6楼: Originally posted by cefele at 2011-08-19 22:32:13:
谢谢您的回答，其实我想问的是量子点结构中是否要求原子具有周期排列而得到一个微小单晶？另外，如果量子点位于绝缘体或空气中，那么效果应该和宽禁带材料包裹的情况一样吧？如果不加电压的话。

应变自组装量子点本质上来说是一个异质结构，理想的异质结构材料的界面是陡变的，界限分明，异质界面之间甚至没有原子级别的互混或扩散。即使是利用MBE这样的制备方式其实还是很难达到这样的“理想”的。最近就有一篇PRL上的文章专门分析基底材料和量子点内部原子扩散程度的文章。
在绝缘体或者空气中的话首先晶格就不是连续的，这其实是两种物质结构，不是异质结构，恐怕无从谈及能带的限制了吧。
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9楼2011-08-22 09:07:33
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hamiltonian

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
6楼: Originally posted by cefele at 2011-08-19 22:32:13:
谢谢您的回答，其实我想问的是量子点结构中是否要求原子具有周期排列而得到一个微小单晶？另外，如果量子点位于绝缘体或空气中，那么效果应该和宽禁带材料包裹的情况一样吧？如果不加电压的话。

“另外，如果量子点位于绝缘体或空气中，……”
我觉得你这里说的“量子点”准确来说应该是“纳米颗粒”，呵呵
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10楼2011-08-22 09:13:22
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hamiltonian

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
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11楼: Originally posted by bruce3600 at 2011-08-25 19:54:21:
补充一下，不做盖层，裸露于大气环境下的量子点也是可以测得PL谱的。只不过强度很低罢了。

最上层不用宽禁带材料包围起来的话，由于半导体表面能级效应的影响，小岛中的载流子应该不是受到三维限制的。但任何半导体材料都可以得到PL光谱，只要选择合适波长的激光激发，这是由半导体的性质决定的。

不知道你的量子点是如何制备的，如果你是用其它方法做的我也不清楚，如果是利用MBE外延生长的话，不做盖层，你观察到的很可能是缓冲层或者势垒层的PL，这个你可以通过PL的峰值位置判断；当然也可能是最上层的半导体材料的PL，你可以看一下你PL谱的半高宽就可以判断，因为自组装量子点的尺寸是随机的，所以量子点的半高宽相当宽。

我们实验室制备量子点最后切割测试样品时，如果不小心污染了表面，那这样的做AFM会受到影响，但是仍然可以做PL,因为需要的是中间那一层的量子点PL，与表面的无关。我的头像就是InAlAs量子点。
我们做的也有PL强度很低的情况，一般我们认为这是制备的量子点不理想的缘故。
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13楼2011-08-26 09:17:05
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普通回帖

我不是陈冠希

铜虫 (小有名气)
★
cefele(金币+1):谢谢参与
cefele(金币+1): 2011-01-17 17:29:34
量子点是分散开的啊，不能团聚，20nm以下，一般液相合成的
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2楼2011-01-17 16:00:28
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cefele

铁杆木虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by donkeypku at 2011-08-19 12:37:11:
量子点尺寸更小一些，必须小于其激子波尔半径，其能级是分立的，可以用基于有效质量近似的类氢薛定谔方程描述

谢谢您的回答，其实我想问的是量子点结构中是否要求原子具有周期排列而得到一个微小单晶？另外，如果量子点位于绝缘体或空气中，那么效果应该和宽禁带材料包裹的情况一样吧？如果不加电压的话。
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6楼2011-08-19 22:32:13
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donkeypku

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
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6楼: Originally posted by cefele at 2011-08-19 22:32:13:
谢谢您的回答，其实我想问的是量子点结构中是否要求原子具有周期排列而得到一个微小单晶？另外，如果量子点位于绝缘体或空气中，那么效果应该和宽禁带材料包裹的情况一样吧？如果不加电压的话。

量子点中原子具有周期排列的。
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7楼2011-08-19 22:37:55
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cefele

铁杆木虫 (正式写手)
送鲜花一朵
лл
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8楼2011-08-19 22:47:23
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bruce3600

银虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
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3楼: Originally posted by hamiltonian at 2011-07-19 16:50:29:
纳米粒子仅仅是粒子体积大小上在纳米级。
而量子点除了体积是纳米级别外，关键是体现“量子”效应，以MBE生长GaAs/InAs/GaAs量子点为例，InAs的能带是小于GaAs的，这样电子就被限制在这样一个零维空间里（量子阱 ...

补充一下，不做盖层，裸露于大气环境下的量子点也是可以测得PL谱的。只不过强度很低罢了。
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11楼2011-08-25 19:54:21
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huangda

金虫 (著名写手)
这个问题好，同学习
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12楼2011-08-26 07:39:54
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bruce3600

银虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
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13楼: Originally posted by hamiltonian at 2011-08-26 09:17:05:
最上层不用宽禁带材料包围起来的话，由于半导体表面能级效应的影响，小岛中的载流子应该不是受到三维限制的。但任何半导体材料都可以得到PL光谱，只要选择合适波长的激光激发，这是由半导体的性质决定的。

不 ...

裸露InAs量子点的光谱测试其实有很多人研究过。（InAs量子点也没什么没研究过的了，呵呵）例如：http://apl.aip.org/resource/1/applab/v73/i19/p2742_s1
你是哪个组的？
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14楼2011-08-26 10:08:04
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cefele

铁杆木虫 (正式写手)
我再问各位虫友一个问题, 如果量子点中原子排列不是完全的周期性,而是出现一定程度的无序,那么无序会造成电子更高程度的局域吗？或者说加强量子点的局域效应？
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15楼2011-08-26 15:33:32
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hamiltonian

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
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14楼: Originally posted by bruce3600 at 2011-08-26 10:08:04:
裸露InAs量子点的光谱测试其实有很多人研究过。（InAs量子点也没什么没研究过的了，呵呵）例如：http://apl.aip.org/resource/1/applab/v73/i19/p2742_s1
你是哪个组的？

谢谢你给的这篇文献，看来我对量子点的认识还有还大的误区。
我们组是做量子计算和量子通信的。
我也是刚刚入门，好多基本概念都不熟悉，现阶段是想通过合金掩模开窗的方法研究单个量子点的PL excitation。
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16楼2011-08-26 18:21:50
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bruce3600

银虫 (小有名气)
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16楼: Originally posted by hamiltonian at 2011-08-26 18:21:50:
谢谢你给的这篇文献，看来我对量子点的认识还有还大的误区。
我们组是做量子计算和量子通信的。
我也是刚刚入门，好多基本概念都不熟悉，现阶段是想通过合金掩模开窗的方法研究单个量子点的PL excitation。

学生？老师？
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17楼2011-08-27 09:53:55
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hamiltonian

至尊木虫 (著名写手)
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17楼: Originally posted by bruce3600 at 2011-08-27 09:53:55:
学生？老师？

学生，我在国外
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18楼2011-08-27 11:15:06
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bruce3600

银虫 (小有名气)
引用回帖:
18楼: Originally posted by hamiltonian at 2011-08-27 11:15:06:
学生，我在国外

嗯，加油！
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19楼2011-08-27 13:15:41
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东湖雨

金虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
9楼: Originally posted by hamiltonian at 2011-08-22 09:07:33
应变自组装量子点本质上来说是一个异质结构，理想的异质结构材料的界面是陡变的，界限分明，异质界面之间甚至没有原子级别的互混或扩散。即使是利用MBE这样的制备方式其实还是很难达到这样的“理想”的。最近就有一 ...

能否麻烦将此文题目发上来，谢谢
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20楼2015-08-02 16:22:37
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hamiltonian

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
20楼: Originally posted by 东湖雨 at 2015-08-02 17:22:37
能否麻烦将此文题目发上来，谢谢...

Direct Determination of Strain and Composition Profiles in SiGe Islands by Anomalous X-Ray Diffraction at High Momentum Transfer
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21楼2015-08-03 11:03:09
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金志明

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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11楼: Originally posted by bruce3600 at 2011-08-25 19:54:21
补充一下，不做盖层，裸露于大气环境下的量子点也是可以测得PL谱的。只不过强度很低罢了。...

请问做PL之前的覆盖层。应该选用用什么材料？用什么方法？谢谢！

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22楼2015-10-23 00:16:44
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slzhao4楼
2011-08-18 16:39   回复  
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