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第1章 量子点简介1

1.1 历史沿革1

1.2 量子点的定义与分类2

1.3 量子点的结构与性质3

1.4 新型量子点简介4

参考文献5

第2章 量子点的制备7

2.1 量子点的制备方法简介7

2.2 量子点合成的物理化学原理8

2.2.1 成核和生长模型8

2.2.2 晶核的表征9

2.2.3 配体的作用10

2.2.4 表面态10

2.2.5 量子点的纯化11

2.3 量子点的合成技术12

2.3.1 经典热注入法示例12

2.3.2 Ⅱ-Ⅵ族量子点14

2.3.3 Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点20

2.3.4 Ⅳ族元素及新型二维材料量子点21

2.4 量子点合成的化学机理22

2.4.1 前驱体的制备22

2.4.2 络合过渡态23

2.4.3 金属的还原24

2.4.4 前驱体活性25

2.4.5 膦、胺配体25

参考文献26

第3章 量子点的结构调控35

3.1 量子点的表面35

3.1.1 量子点表面及表征35

3.1.2 晶核-配体界面的结构37

3.1.3 配体交换反应38

3.1.4 表面配体与量子点电子结构40

3.1.5 表面配体设计43

3.2 量子点的掺杂及合金化46

3.2.1 量子点的掺杂46

3.2.2 量子点的合金化48

3.3 量子点异质结构49

3.3.1 Ⅰ型异质结50

3.3.2 Ⅱ型异质结51

3.3.3 准Ⅱ型异质结51

3.3.4 核/壳界面：应力与合金化51

参考文献52

第4章 量子点的组装58

4.1 量子点超晶格结构的合成与表征58

4.1.1 组装方法简介58

4.1.2 超晶格的表征63

4.1.3 组装体中量子点间相互作用65

4.1.4 硬、软颗粒：量子点组装的两个极端模型67

4.2 不同形状纳米晶的自组装68

4.2.1 准球形量子点69

4.2.2 棒状和盘状纳米晶69

4.2.3 片状纳米晶71

4.2.4 多面体量子点71

4.2.5 支化结构和多组分异质结纳米晶73

4.2.6 不同类型球形量子点混合物74

4.3 量子点超晶格的缺陷76

4.4 量子点表面化学过程驱动的自组装79

4.4.1 初始烃链配体的部分脱附79

4.4.2 聚合物表面配体80

4.4.3 带电的表面配体82

4.4.4 基于DNA的表面配体83

4.4.5 分子开关型表面配体85

4.5 环境在导引量子点自组装中的作用86

4.5.1 在平整表面的自组装86

4.5.2 弯曲表面辅助的自组装86

4.5.3 结构导向介质中的自组装88

参考文献90

第5章 量子点的光学性质100

5.1 量子点的电子结构简介100

5.2 量子点的基本光学性质101

5.2.1 吸收光谱102

5.2.2 光致发光光谱104

5.2.3 量子点自身尺寸和表面的影响106

5.2.4 掺杂与合金化量子点107

5.2.5 复合结构半导体量子点110

5.2.6 重掺杂半导体量子点的等离子体共振115

5.3 量子点的超快光谱动力学117

5.3.1 激子动力学118

5.3.2 非线性激子动力学120

5.3.3 量子点异质结激子动力学121

参考文献123

第6章 量子点的电学与电化学性质131

6.1 量子点的电学性质简介131

6.1.1 光诱导电子转移131

6.1.2 量子点膜中的电荷传输133

6.2 量子点的电化学性质136

6.2.1 量子点研究的电化学技术138

6.2.2 量子点的电化学伏安特性139

6.2.3 量子点的光谱电化学测量142

6.2.4 量子点的电化学发光144

参考文献152

第7章 量子点器件160

7.1 量子点器件简介160

7.2 量子点光伏器件163

7.2.1 量子点敏化太阳能电池164

7.2.2 量子点薄膜太阳能电池167

7.2.3 量子点太阳能电池的光学工程169

7.2.4 多结量子点太阳能电池与热载流子效应170

7.3 量子点场效应晶体管171

7.4 量子点光电探测器件173

7.4.1 光电导型探测器173

7.4.2 光电二极管型探测器175

7.5 量子点电致发光器件176

7.5.1 量子点电致发光器件简介176

7.5.2 器件性能限制因素的光谱理解181

7.6 其他量子点光学器件184

参考文献185

第8章 量子点的催化性质195

8.1 量子点异质结光催化剂195

8.2 量子点光催化剂的超快光谱动力学198

8.3 量子点/助催化剂界面优化200

8.4 金属等离子体效应的利用201

8.5 碳量子点的催化特性203

参考文献206

第9章 量子点的生物成像应用213

9.1 超分辨显微成像与单粒子追踪214

9.2 体外成像216

9.3 组织成像217

9.4 体内成像219

9.5 生物与环境安全性223

9.5.1 体外研究224

9.5.2 体内研究225

参考文献226

第10章 量子点的传感检测应用234

10.1 量子点荧光传感器234

10.1.1 量子点表面偶联234

10.1.2 荧光探针检测机理236

10.1.3 荧光传感器研究进展237

10.2 量子点电化学传感器239

10.2.1 电化学发光传感器239

10.2.2 电化学免疫传感器241

10.3 碳、硅量子点检测简介242

参考文献243

第11章 挑战和展望248

关键词索引251