Chấm lượng tử

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Chấm lượng tử trong dung dịch keo được chiếu xạ với ánh sáng UV. Chấm lượng tử có kích thước khác nhau phát ra ánh sáng màu khác nhau do hiệu ứng giam giữ lượng tử.
Chấm lượng tử lý tưởng từ lớp InAs/GaAs.

Chấm lượng tử là một tinh thể nano được làm từ vật liệu chất bán dẫn mà kích thước của nó đủ nhỏ để làm xuất hiện các đặc tính cơ học lượng tử. Cụ thể, exciton của nó được giới hạn trong cả ba chiều không gian. Những tính chất điện tử của các vật liệu thể hiện đặc tính trung gian giữa những khối lớn chất bán dẫn và các phân tử rời rạc.[1][2][3] Alexey Ekimov lần đầu tiên phát hiện ra chấm lượng tử vào năm 1981[4][5] [6] trong một ma trận thủy tinh và sau đó Louis E. Brus quan sát thấy chúng trong dung dịch dạng keo vào năm 1985.[7] Thuật ngữ "chấm lượng tử" được đặt ra bởi Mark Reed.[8]

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các ứng dụng cho các chấm lượng tử trong tranzito, các tế bào năng lượng mặt trời, đèn LED, và laser điốt. Họ cũng đã khảo cứu các chấm lượng tử với vai trò là tác nhân cho kỹ thuật chụp ảnh y học và chúng có thể trở thành qubit trong điện toán lượng tử. Chấm lượng tử được thương mại hóa đầu tiên trong một sản phẩm sử dụng chúng là dòng Sony XBR X900A của TV màn hình phẳng được tung ra vào năm 2013.[9]

Đặc tính điện tử của một chấm lượng tử có liên quan chặt chẽ với kích thước và hình dạng của nó. Ví dụ, các khe hở năng lượng (band gap) trong một chấm lượng tử mà xác định phạm vi tần số của ánh sáng phát ra tỉ lệ nghịch với độ rộng của nó. Trong các ứng dụng thuốc nhuộm huỳnh quang tần số của ánh sáng phát ra tăng khi kích thước của các chấm lượng tử giảm. Do đó, màu sắc của ánh sáng phát ra thay đổi từ màu đỏ sang màu xanh khi kích thước của các chấm lượng tử được làm nhỏ hơn.[10] Điều này cho phép các trạng thái kích thích và phát xạ của chấm lượng tử được điều chỉnh cao. Vì kích thước của một chấm lượng tử có thể được thiết kế khi chế tạo nó, tính chất dẫn điện của nó có thể được kiểm soát cẩn thận. Chấm lượng tử có nhiều kích cỡ khác nhau, chẳng hạn hư màng nano gradien đa lớp (Gradient multilayer nanofilm), có thể được tạo ra để thực hiện một loạt tính chất phát xạ mong muốn.

Sự giam giữ lượng tử trong chất bán dẫn[sửa | sửa mã nguồn]

3D giới hạn hàm sóng electron trong một chấm lượng tử. Ở đây, các chấm lượng tử hình chữ nhật và hình tam giác được hiển thị. Trạng thái năng lượng ở các chấm hình chữ nhật có nhiều s-type và p-type. Tuy nhiên, trong một dấu chấm tam giác chức năng thu sóng được trộn do giam đối xứng. (Click vào cho hình ảnh động)
Bài chi tiết: Potential well

Trong một chất bán dẫn tinh thể có đường kính nhỏ hơn kích thước của nó exciton Bohr bán kính, các exciton được ép, dẫn đến giam giữ lượng tử. Các mức năng lượng sau đó có thể được mô hình hóa bằng cách sử dụng hạt trong hộp mô hình trong đó năng lượng của các quốc gia khác nhau phụ thuộc vào độ dài của hộp. Chấm lượng tử được cho là trong "chế độ giam yếu 'nếu bán kính của họ là vào thứ tự của các exciton Bohr bán kính; chấm lượng tử được cho là trong "chế độ giam mạnh mẽ 'nếu họ bán kính nhỏ hơn bán kính Bohr exciton. Nếu kích thước của các chấm lượng tử nhỏ đủ các hiệu ứng lượng tử thống trị confinement (thông thường dưới 10 nm), các tính chất điện tử và quang học được đánh giá cao điều chỉnh được.

Tách các mức năng lượng cho các chấm lượng tử nhỏ do hiệu ứng giam giữ lượng tử. Trục ngang là bán kính, hoặc kích thước, của các chấm lượng tử và b * là bán kính Bohr Exciton.

Huỳnh quang xảy ra khi một electron bị kích thích thư giãn với các trạng thái cơ bản và kết hợp với các lỗ. Trong một mô hình đơn giản, năng lượng của các photon phát ra có thể được hiểu là tổng số năng lượng khe hở giữa các mức độ bị chiếm đóng và mức độ năng lượng còn trống, các nguồn năng lượng giam của lỗ và các electron bị kích thích, và năng lượng ràng buộc của exciton (cặp electron-lỗ trống):

the figure is a simplified representation showing the excited electron and the hole in an exciton entity and the corresponding energy levels. The total energy involved can be seen as the sum of the band gap energy, the energy involved in the Coulomb attraction in the exciton, and the confinement energies of the excited electron and the hole

Band gap energy
Các khe hở có thể trở nên lớn hơn trong chế độ giam mạnh mà kích thước của chấm lượng tử nhỏ hơn bán kính Bohr Exciton một b * như các mức năng lượng tách ra.
nơi mộtb là bán kính Bohr=0.053 nm,m là khối lượng, μ là khối lượng giảm, và εr là hằng số điện môi kích thước phụ thuộc (Hằng số điện môi).
Điều này dẫn đến sự gia tăng trong tổng năng lượng phát thải (tổng của các mức năng lượng trong khoảng cách vùng nhỏ hơn ở chế độ giam mạnh là lớn hơn so với mức năng lượng trong các khoảng trống của ban nhạc mức ban đầu trong chế độ giam yếu) và các khí thải ở các bước sóng khác nhau; đó chính xác là những gì xảy ra trong ánh mặt trời, nơi các hiệu ứng lượng tử giam là hoàn toàn chiếm ưu thế và các mức năng lượng tách ra đến mức độ mà phổ năng lượng gần như liên tục, do đó phát ra ánh sáng trắng.
Confinement energy
Các thực thể exciton có thể được mô hình hóa bằng cách sử dụng hạt trong hộp. Các electron và lỗ có thể được xem như là hydrogen trong các mô hình Bohr với các hạt nhân hydro thay thế bằng các lỗ của điện tích dương và khối lượng electron tiêu cực. Sau đó, các mức năng lượng của các exciton có thể được biểu diễn như là giải pháp cho các hạt trong một hộp ở tầng trệt (n = 1) với khối lượng thay thế bằng trọng lượng giảm. Vì vậy, bằng cách thay đổi kích thước của các chấm lượng tử, năng lượng giam của exciton có thể được kiểm soát.
Bound exciton energy
Có thu hút Coulomb giữa các electron mang điện tích âm và lỗ mang điện tích dương. Năng lượng tiêu cực liên quan đến việc thu hút tỉ lệ với năng lượng Rydberg và tỉ lệ nghịch với bình phương của hằng số điện môi kích thước phụ thuộc vào[11] của chất bán dẫn. Khi kích thước của tinh thể bán dẫn nhỏ hơn bán kính Exciton Bohr, sự tương tác Coulomb phải được sửa đổi để phù hợp với tình hình.

Do đó, tổng các nguồn năng lượng có thể được biểu diễn như là:

nơi μ là khối lượng giảm, một là bán kính me là khối lượng electron tự do, mh là khối lượng lỗ, vàεr là hằng số điện môi kích thước phụ thuộc.

Mặc dù các phương trình trên được rút ra bằng cách sử dụng các giả định đơn giản hóa, các tác động là rõ ràng; năng lượng của các chấm lượng tử phụ thuộc vào kích thước của chúng do ảnh hưởng confinement lượng tử, trong đó chiếm ưu thế dưới kích thước quan trọng dẫn đến sự thay đổi trong các tính chất quang học. Hiệu ứng này giam giữ lượng tử trên chấm lượng tử đã được thực nghiệm kiểm chứng[12] và là một tính năng chủ yếu của nhiều cấu trúc điện tử hiện đại.[13][14]

Bên cạnh đó giam trong cả ba chiều (tức là, một chấm lượng tử), chất bán dẫn lượng tử giới hạn khác bao gồm:

  • Dây lượng tử, trong đó giới hạn điện tử hoặc lỗ trong hai chiều không gian và cho phép tuyên truyền miễn phí ở một phần ba.
  • Giếng lượng tử, trong đó giới hạn điện tử hoặc lỗ trong một chiều và cho phép tuyên truyền tự do trong không gian hai chiều.

Sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

Dots Quantum với từng bước đẩy mạnh phát thải từ tím đến đỏ đậm đang được sản xuất trong một quy mô kg tại PlasmaChem GmbH

Có một số cách để giới hạn exciton trong bán dẫn, dẫn đến các phương pháp khác nhau để sản xuất ra các chấm lượng tử. Nói chung, dây lượng tử, giếng nước và chấm được trồng tiên tiến epitaxy kỹ thuật trong các tinh thể nano được sản xuất bằng phương pháp hóa học hoặc bằng cách cấy ion, hoặc trong các thiết bị nano được thực hiện bởi nhà nước-of-the-nghệ thuật in thạch bản kỹ thuật.[15]

Keo tổng hợp[sửa | sửa mã nguồn]

Keo bán dẫn tinh thể nano được tổng hợp từ các hợp chất tiền thân hòa tan trong các giải pháp, giống như truyền thống các quá trình hóa học. Sự tổng hợp của chất keo chấm lượng tử được thực hiện bằng cách sử dụng tiền chất,[3] hữu cơ hoạt động bề mặt,[16] và dung môi. Việc làm nóng dung dịch ở nhiệt độ cao, các tiền chất bị phân hủy tạo thành monome mà sau đó tạo hạt nhân và tạo ra các tinh thể nano. Nhiệt độ trong quá trình tổng hợp là một yếu tố quan trọng trong việc xác định các điều kiện tối ưu cho sự phát triển tinh thể nano. Nó phải đủ cao để cho phép sắp xếp lại và ủ của các nguyên tử trong quá trình tổng hợp trong khi vẫn đủ thấp để thúc đẩy sự tăng trưởng tinh. Nồng độ của monome là một yếu tố quan trọng là phải được kiểm soát nghiêm ngặt trong quá trình tăng trưởng tinh thể nano. Quá trình phát triển của các tinh thể nano có thể xảy ra ở hai chế độ khác nhau, "tập trung" và "phân kì". Ở nồng độ monomer cao, kích thước tới hạn (kích thước tinh thể nano mà không phát triển hay thu nhỏ) là tương đối nhỏ, dẫn đến sự tăng trưởng của gần như tất cả các hạt. Trong chế độ này, các hạt nhỏ hơn tăng trưởng nhanh hơn so với những người lớn (từ tinh thể lớn hơn cần nhiều nguyên tử để phát triển hơn các tinh thể nhỏ) kết quả là "tập trung" của sự phân bố kích thước hạt đến năng suất gần monodisperse. Kích thước tập trung là tối ưu khi nồng độ monomer được giữ như vậy mà kích thước tinh thể nano hiện nay trung bình luôn là hơi lớn hơn so với kích thước tới hạn. Theo thời gian, nồng độ monomer giảm, kích thước quan trọng trở nên lớn hơn so với kích thước trung bình hiện tại, và phân phối "defocuses".

Có nhiều phương pháp keo để sản xuất nhiều chất bán dẫn khác nhau. Chấm điển hình được làm bằng hợp chất nhị phân như chì sunphua, selenua chì, cadmium selenide, cadmium sulfide, indium arsenide, và indium phosphide. Dots cũng có thể được làm từ hợp chất bậc ba như cadmium sulfide selenua. Những chấm lượng tử có thể chứa trong khoảng 100 đến 100.000 nguyên tử trong chấm lượng tử, với đường kính từ 10 đến 50 nguyên tử. Điều này tương ứng với khoảng 2-10 nm, và lúc 10 nm, đường kính gần 3 triệu chấm lượng tử có thể được xếp hàng đầu đến cuối và phù hợp với chiều rộng của một ngón tay cái của con người.

Hạt nano keo sunfua chì (selenua) với đầy đủ thụ động hóa bởi acid oleic, oleyl và hydroxyl (kích thước ~ 5nm)

Lô lớn của các chấm lượng tử có thể được tổng hợp thông qua tổng hợp dạng keo. Do khả năng mở rộng này và sự tiện lợi của điều kiện benchtop, phương pháp tổng hợp chất keo được hứa hẹn cho các ứng dụng thương mại. Đó là nhận là độc nhất của tất cả các hình thức khác nhau của sự tổng hợp.

Chế tạo[sửa | sửa mã nguồn]

  • Chấm lượng tử tự lắp ráp thường từ 5 đến 50 nm trong kích thước. Các chấm lượng tử được xác định bởi lithographically khuôn mẫu cổng điện cực, hoặc bằng cách ăn mòn vào khí electron hai chiều trong heterostructures bán dẫn có thể có kích thước ngang giữa 20 và 100 nm.
  • Một số dấu chấm lượng tử là khu vực nhỏ của một vật liệu bị chôn vùi trong một với một lớn hơn khoảng cách ban nhạc. Đây có thể là cái gọi là cấu trúc core-shell, ví dụ, với CdSe trong lõi và ZnS trong vỏ hoặc từ các hình thức đặc biệt của silica gọi ormosil.
  • Các chấm lượng tử đôi khi xảy ra một cách tự nhiên trong các cấu trúc cũng lượng tử do biến động đơn lớp có chiều dày của giếng.
  • Chấm lượng tử tự lắp ráp tạo hạt nhân một cách tự nhiên trong điều kiện nhất định trong quá trình epitaxy chùm phân tử (MBE) và hơi metallorganic giai đoạn mọc ghép (MOVPE), khi một tài liệu được trồng trên một chất nền mà nó không phải là mạng phù hợp. Kết quả là căng sản xuất ra mạch lạc căng đảo trên đầu trang của một hai chiều lớp ướt. Chế độ tăng trưởng này được gọi là tăng trưởng Stranski-Krastanov. Những hòn đảo có thể được chôn cất sau đó để tạo thành các chấm lượng tử. Phương pháp chế tạo này có tiềm năng ứng dụng trong mật mã lượng tử (tức là nguồn photon đơn) và tính toán lượng tử. Những hạn chế chính của phương pháp này là chi phí chế tạo và thiếu kiểm soát vị trí của các điểm riêng lẻ.
  • Chấm lượng tử có thể được tạo ra từ hai chiều electron hoặc lỗ khí có trong giếng lượng tử pha tạp từ xa hoặc heterostructures bán dẫn được gọi là chấm lượng tử bên. Các bề mặt mẫu được phủ một lớp mỏng chống cự. Một mô hình sau đó được định nghĩa bên trong chống lại bằng chùm electron lithography. Mô hình này sau đó có thể được chuyển giao cho các khí điện tử hoặc lỗ do etching, hoặc bằng cách gửi điện cực kim loại (quá trình cất cánh) cho phép các ứng dụng của điện áp bên ngoài giữa các khí điện tử và các điện cực. Chấm lượng tử như vậy là chủ yếu quan tâm cho các thí nghiệm và các ứng dụng liên quan đến vận chuyển electron hoặc lỗ, tức là, một dòng điện.
  • Phổ năng lượng của một chấm lượng tử có thể được chế tạo bằng cách kiểm soát các kích thước hình học, hình dạng, và sức mạnh của tiềm năng giam. Ngoài ra, trái ngược với các nguyên tử, nó là tương đối dễ dàng để kết nối các chấm lượng tử do các rào cản đường hầm để tiến hành dẫn, cho phép các ứng dụng các kỹ thuật của đường hầm quang phổ để điều tra của họ. Các tính năng hấp thụ các chấm lượng tử tương ứng với quá trình chuyển đổi giữa rời rạc, ba chiều hạt trong một hộp trạng thái của electron và lỗ, cả hai giới hạn trong cùng một nanomet -Kích thước chuyển rời rạc box.These là gợi nhớ của phổ nguyên tử và đã dẫn đến các chấm lượng tử cũng được gọi là nguyên tử nhân tạo.[17]
  • Giam trong các chấm lượng tử cũng có thể phát sinh từ tiềm năng tĩnh điện (tạo ra bởi các điện cực bên ngoài, doping, căng thẳng, hoặc tạp chất).
  • Công nghệ CMOS có thể được sử dụng để chế tạo các chấm lượng tử silicon. Siêu nhỏ (L = 20 nm, W = 20 nm) CMOS transistor xử các chấm lượng tử điện tử như là duy nhất khi hoạt động ở nhiệt độ đông lạnh trong một phạm vi -269 °C (4 K) đến khoảng -258 °C (15 K). Các bóng bán dẫn sẽ hiển thị Coulomb phong tỏa do sạc tiến bộ của các electron một. Số lượng của các electron bị hạn chế trong kênh được điều khiển bởi điện áp cổng, bắt đầu từ một nghề nghiệp của zero electron, và nó có thể được thiết lập để 1 hoặc nhiều người.[18]

Lắp ráp[sửa | sửa mã nguồn]

Lee et al. (2002) báo cáo sử dụng biến đổi gen bacteriophage M13 virus để tạo ra các chấm lượng tử biocomposite cấu trúc.[19] Như một nền tảng để làm việc này, nó đã từng được chứng minh rằng loại virus biến đổi gen có thể nhận ra cụ bán dẫn bề mặt thông qua các phương pháp lựa chọn bằng cách hiển thị thể thực khuẩn tổ hợp.[20] Ngoài ra, nó được biết rằng tinh thể lỏng cấu trúc của virus hoang dại (Fd, M13, và TMV) được điều chỉnh bằng cách điều khiển nồng độ dung dịch, giải pháp sức mạnh ion, và bên ngoài từ trường áp dụng cho các giải pháp. Do đó, các thuộc tính nhận dạng cụ thể của virus có thể được sử dụng để tổ chức vô cơ tinh thể nano, tạo thành những mảng trật tự trên quy mô chiều dài được xác định bởi hình tinh thể lỏng. Sử dụng thông tin này, Lee et al. (2000) đã có thể tạo ra tự lắp ráp, theo định hướng cao, phim tự hỗ trợ từ một thể thực khuẩn và ZnS giải pháp tiền chất. Hệ thống này cho phép họ thay đổi cả chiều dài của vi khuẩn và các loại vật liệu vô cơ thông qua biến đổi gen và lựa chọn.

Điện hóa lắp ráp[sửa | sửa mã nguồn]

Mảng có trật tự cao của các chấm lượng tử cũng có thể tự lắp ráp bằng điện kỹ thuật. Một mẫu được tạo ra bằng cách gây ra một phản ứng ion tại một giao diện điện phân kim loại mà kết quả trong việc lắp ráp tự phát của các cấu trúc nano, bao gồm các chấm lượng tử, vào các kim loại sau đó được sử dụng như một mặt nạ cho mesa-khắc các cấu trúc nano trên bề mặt được chọn.

Bulk-manufacture[sửa | sửa mã nguồn]

Quantum dot sản xuất dựa trên một quá trình được gọi là "nhiệt độ cao phun kép" đã được thu nhỏ lại bởi nhiều công ty cho các ứng dụng thương mại yêu cầu với số lượng lớn (hàng trăm kg để tấn) của các chấm lượng tử. Đây là một phương pháp sản xuất tái sản xuất có thể được áp dụng cho một loạt các dấu chấm kích thước và thành phần lượng tử.

Các liên kết trong một số các chấm lượng tử cadmium-miễn phí, chẳng hạn như các chấm lượng tử III-V-dựa, là kết cộng hóa trị nhiều hơn thế trong vật liệu II-VI, do đó nó là khó khăn hơn để mầm hạt nano riêng biệt và tăng trưởng thông qua nhiệt độ cao tổng hợp phun kép. Một phương pháp khác của các chấm lượng tử tổng hợp, các "hạt giống phân tử" quá trình, cung cấp một lộ trình tái sản xuất để sản xuất của các chấm lượng tử có chất lượng cao với số lượng lớn. Quá trình sử dụng các phân tử giống hệt nhau của một hợp chất phân tử cụm như các trang web mầm cho sự phát triển các hạt nano, như vậy tránh được sự cần thiết cho một bước tiêm ở nhiệt độ cao. Tăng trưởng hạt được duy trì bởi việc bổ sung định kỳ các tiền chất ở nhiệt độ vừa phải cho đến khi kích thước hạt mong muốn đạt được.[21] Quá trình gieo hạt phân tử không giới hạn để sản xuất của các chấm lượng tử cadmium-miễn phí; Ví dụ, quá trình này có thể được sử dụng để tổng hợp các lô kilogram chất lượng cao chấm II-VI lượng tử chỉ trong vài giờ.

Một cách tiếp cận để sản xuất hàng loạt các chấm lượng tử dạng keo có thể được nhìn thấy trong việc chuyển giao các phương pháp nóng phun nổi tiếng để tổng hợp vào một hệ thống dòng chảy liên tục kỹ thuật. Các biến thể batch-to-lô phát sinh từ nhu cầu trong các phương pháp đã đề cập có thể được khắc phục bằng cách sử dụng các thành phần kỹ thuật để pha chế và tăng trưởng cũng như giao thông vận tải và nhiệt độ điều chỉnh. Đối với sản xuất của các hạt nano bán dẫn CdSe dựa trên phương pháp này đã được nghiên cứu và điều chỉnh với số lượng sản xuất kg mỗi tháng. Từ việc sử dụng các linh kiện kỹ thuật cho phép dễ dàng trao đổi liên quan của tối đa thông qua-đặt và kích thước, nó có thể được tăng cường hơn nữa đến hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm kg[22]

Gần đây, một tập đoàn của các công ty Mỹ và Hà Lan báo cáo một "cột mốc" trong khối lượng cao chấm lượng tử sản xuất bằng cách áp dụng các phương pháp nhiệt độ cao phun kép truyền thống với một hệ thống dòng chảy.[23] Tuy nhiên, như năm 2011, các ứng dụng sử dụng các chấm lượng tử số lượng lớn sản xuất là khó có sẵn.[24]

Chấm lượng tử phi kim loại nặng[sửa | sửa mã nguồn]

Ở nhiều vùng trên thế giới bây giờ có một hạn chế hoặc cấm sử dụng các kim loại nặng trong nhiều sản phẩm gia dụng, điều đó có nghĩa rằng hầu hết cadmium chấm lượng tử dựa trên các ứng dụng không sử dụng được cho người tiêu dùng hàng hóa.

Đối với khả năng thương mại, một loạt các hạn chế, chấm lượng tử phi kim loại nặng đã được phát triển cho thấy phát sáng trong vùng hồng ngoại có thể nhìn thấy và gần của quang phổ và có đặc tính quang học tương tự như các chấm lượng tử CdSe. Trong số các hệ thống này là InP / ZnS và CuInS / ZnS, cho ví dụ.

Peptide đang được nghiên cứu như tiềm năng chấm lượng tử vật chất[25] Kể từ peptide tự nhiên trong tất cả các sinh vật, dấu chấm như vậy sẽ có khả năng là không độc và dễ dàng phân hủy sinh học.

Tác động môi trường[sửa | sửa mã nguồn]

Các tác động môi trường của sản xuất hàng loạt và tiêu thụ của các chấm lượng tử hiện đang trải qua các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cả tư nhân và công cộng.

Tính chất quang[sửa | sửa mã nguồn]

Quang phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdTe các kích cỡ khác nhau. Chấm lượng tử khác nhau có kích thước phát ra ánh sáng màu khác nhau do giam giữ lượng tử.

Một tính năng quang học ngay lập tức các chấm lượng tử keo là màu sắc của họ. Trong khi nguyên vật liệu đã tạo nên một dấu chấm lượng tử xác định chữ ký năng lượng nội tại của nó, kích thước giới hạn lượng tử của tinh thể nano là quan trọng hơn là các năng lượng gần khoảng cách ban nhạc. Do đó các chấm lượng tử của các vật liệu tương tự, nhưng với kích cỡ khác nhau, có thể phát ra ánh sáng màu sắc khác nhau. Lý do vật chất là giam giữ lượng tử có hiệu lực.

Lớn hơn các dấu chấm, các đỏ hơn (năng lượng thấp) của nó huỳnh quang phổ. Ngược lại, các chấm nhỏ phát ra xanh hơn (năng lượng cao hơn) ánh sáng. Các màu sắc là có liên quan trực tiếp đến các mức năng lượng của các chấm lượng tử. Nói về số lượng, các năng lượng bandgap đó sẽ xác định năng lượng (và do đó màu sắc) của ánh sáng huỳnh quang là tỉ lệ nghịch với kích thước của các chấm lượng tử. Chấm lượng tử lớn hơn có nhiều mức năng lượng mà còn được gần nhau hơn. Điều này cho phép các chấm lượng tử hấp thụ photon có chứa ít năng lượng hơn, nghĩa là những người gần gũi hơn với cuối màu đỏ của quang phổ. Bài báo gần đây trong công nghệ nano và các tạp chí khác đã bắt đầu cho thấy hình dạng của các chấm lượng tử có thể là một yếu tố trong màu sắc là tốt, nhưng vẫn chưa đủ thông tin không có sẵn. Hơn nữa, nó được thể hiện [ 26 ] rằng cuộc đời của huỳnh quang được xác định bởi kích thước của các chấm lượng tử. Chấm lớn hơn đã gần nhau hơn mức năng lượng trong đó các cặp electron-lỗ có thể bị mắc kẹt. Vì vậy, các cặp electron-lỗ ở các chấm lớn hơn sống còn gây dấu chấm lớn hơn để cho thấy một cuộc đời dài.

Như với bất kỳ chất bán dẫn tinh, điện tử một chấm lượng tử của các hàm sóng mở rộng trên các mạng tinh thể. Tương tự như một phân tử, một chấm lượng tử có cả một lượng tử năng lượng quang phổ và một lượng tử hóa của các quốc gia có mật độ điện tử đến gần mép khe hở.

Các chấm lượng tử có thể được tổng hợp bằng lớn hơn (dày hơn) vỏ (chấm lượng tử CdSe với CdS vỏ). Độ dày vỏ đã cho thấy mối tương quan trực tiếp đến các tính chất quang phổ của các hạt giống như cuộc đời và cường độ phát thải, mà còn cho sự ổn địn

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Chấm lượng tử là đặc biệt quan trọng cho các ứng dụng quang học do cao hệ số dập tắt.[26] Trong các ứng dụng điện tử, họ đã được chứng minh để hoạt động như một bóng bán dẫn đơn điện tử và hiển thị phong tỏa Coulomb có hiệu lực. Các chấm lượng tử cũng đã được đề xuất như là hiện thực của qubit cho xử lý thông tin lượng tử.

Khả năng điều chỉnh kích thước của các chấm lượng tử là thuận lợi cho nhiều ứng dụng. Ví dụ, các chấm lượng tử lớn hơn có một quang phổ-shift hơn đối với màu đỏ so với các chấm nhỏ, và triển lãm đặc tính lượng tử ít rõ rệt hơn. Ngược lại, các hạt nhỏ hơn cho phép một để tận dụng lợi thế của các hiệu ứng lượng tử tinh tế hơn.

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos đã phát triển một thiết bị có hiệu quả sản xuất ánh sáng nhìn thấy, thông qua chuyển giao năng lượng từ lớp mỏng của giếng lượng tử để các tinh thể ở trên lớp..[27]

Là zero chiều, chấm lượng tử có một nét hơn mật độ của các quốc gia so với cấu trúc cao hơn chiều. Kết quả là, họ có tính chất vận chuyển và quang học cao, và đang được nghiên cứu để sử dụng trong laser diode, bộ khuếch đại, và các cảm biến sinh học. Các chấm lượng tử có thể được kích thích trong một trường điện từ tăng cường sản xuất trong nước bằng các hạt nano vàng, mà sau đó có thể được quan sát từ mặt cộng hưởng plasmon trong phổ kích thích của photoluminescent (CdSe) tinh thể nano ZnS. Chấm lượng tử chất lượng cao rất thích hợp cho việc mã hóa và ứng dụng ghép kênh quang học do tiểu kích thích rộng và phổ phát xạ hẹp / đối xứng. Các thế hệ mới của các chấm lượng tử có ảnh hưởng sâu rộng tiềm năng cho việc nghiên cứu các quá trình nội bào ở mức độ đơn phân tử, có độ phân giải cao hình ảnh di động, lâu dài trong quan sát cơ thể của nạn buôn bán động, nhắm mục tiêu khối u, và chẩn đoán.

Computing[sửa | sửa mã nguồn]

Công nghệ chấm lượng tử là một trong những ứng cử viên hứa hẹn nhất để sử dụng trong trạng thái rắn tính toán lượng tử. Bằng cách áp dụng điện áp nhỏ để các tiềm năng, dòng điện tử thông qua các chấm lượng tử có thể được kiểm soát và đo lường chính xác do đó các spin và các tài sản khác trong đó có thể được thực hiện. Với một số vướng chấm lượng tử, hay qubit, cộng với một cách thực hiện các hoạt động, tính toán lượng tử và máy tính sẽ thực hiện chúng có thể thực hiện được.

Sinh học[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phân tích sinh học hiện đại, các loại thuốc nhuộm hữu cơ được sử dụng. Tuy nhiên, với mỗi năm trôi qua, linh hoạt hơn đang được yêu cầu của các thuốc nhuộm, thuốc nhuộm và các truyền thống thường không thể đáp ứng được sự mong đợi.[28] Để kết thúc này, các chấm lượng tử đã nhanh chóng điền vào vai trò, được tìm thấy là tốt để thuốc nhuộm hữu cơ truyền thống trên một số đếm, một trong những con người sáng ngay lập tức rõ ràng nhất (do các cơ tuyệt chủng cao đồng hiệu quả kết hợp với một hiệu suất lượng tử so sánh với thuốc nhuộm huỳnh quang [29]) cũng như sự ổn định của họ (cho phép ít hơn nhiều photobleaching). Người ta ước tính rằng các chấm lượng tử được sáng hơn 20 lần và 100 lần ổn định hơn các phóng viên huỳnh quang truyền thống[28] Để theo dõi hạt đơn, các bất thường nhấp nháy của các chấm lượng tử là một nhược điểm nhỏ.

Việc sử dụng các chấm lượng tử cho hình ảnh di động có độ nhạy cao đã nhìn thấy những tiến bộ lớn trong thập kỷ qua[30] Các photostability cải thiện các chấm lượng tử, ví dụ, cho phép việc mua lại nhiều hình ảnh mặt phẳng tiêu cự liên tục có thể được xây dựng lại thành một cao độ phân giải hình ảnh ba chiều[31] Một ứng dụng khác mà lợi dụng các photostability phi thường của thiết bị thăm dò chấm lượng tử là theo dõi thời gian thực của các phân tử và tế bào trong thời gian dài của thời gian.[32] Các kháng thể, streptavidin,[33] peptides,[34] DNA,[35] nucleic acid aptamers,[36] hoặc phân tử nhỏ ligand [16] có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu các chấm lượng tử với các protein cụ thể trên tế bào. Các nhà nghiên cứu đã có thể quan sát các chấm lượng tử trong các hạch bạch huyết của những con chuột trong hơn 4 tháng.[37]

Chấm lượng tử bán dẫn cũng đã được sử dụng cho in vitro hình ảnh của tế bào tiền ghi trên nhãn. Khả năng di chuyển hình ảnh tế bào đơn trong thời gian thực được dự kiến sẽ là quan trọng đối với một số lĩnh vực nghiên cứu như phôi, ung thư di căn, tế bào gốc trị liệu, và lymphocyte miễn dịch học.

Một ứng dụng cụ thể của các chấm lượng tử trong sinh học là như fluorophore các nhà tài trợ trong Förster truyền năng lượng cộng hưởng, nơi mà các hệ số dập tắt lớn và độ tinh khiết quang phổ của các huỳnh quang làm cho họ vượt trội so với phân tử huỳnh quang[38] Nó cũng đáng chú ý rằng sự hấp thụ rộng của QDs phép kích thích có chọn lọc của các nhà tài trợ QD và một kích thích nhỏ nhất của một chất nhận thuốc nhuộm trong nghiên cứu băn khoăn trên[39] Việc ứng dụng các mô hình băn khoăn, trong đó giả định rằng Dot lượng tử có thể được xấp xỉ như một lưỡng cực điểm, gần đây đã được chứng minh[40]

SCác nhà khoa học đã chứng minh rằng các chấm lượng tử là tốt hơn đáng kể hơn so với các phương pháp để cung cấp một công cụ gen im lặng, được gọi là hiện siRNA, vào các tế bào.[41]

Nỗ lực đầu tiên đã được thực hiện để sử dụng các chấm lượng tử khối u nhắm mục tiêu dưới in vivo điều kiện. Có hai chương trình mục tiêu cơ bản: mục tiêu hoạt động và mục tiêu thụ động. Trong trường hợp các mục tiêu hoạt động, chấm lượng tử được chức hóa với các trang web liên kết khối u cụ thể để chọn lọc liên kết với các tế bào khối u. Nhắm mục tiêu thụ động sử dụng thẩm thấu tăng cường và duy trì các tế bào khối u cho việc cung cấp các thiết bị thăm dò chấm lượng tử. Các tế bào khối u phát triển nhanh thường có màng thấm hơn các tế bào khỏe mạnh, cho phép sự rò rỉ của các hạt nano nhỏ vào các tế bào cơ thể. Hơn nữa, các tế bào khối u thiếu một hệ thống dẫn lưu bạch huyết có hiệu quả, dẫn đến tiếp theo bằng hạt nano tích lũy.

Một trong những vấn đề còn có những chấm lượng tử là thiết bị thăm dò tiềm năng của họ trong độc cơ thể. Ví dụ, các tinh thể nano CdSe có độc tính cao đối với các tế bào nuôi cấy dưới ánh sáng tia cực tím. Năng lượng của bức xạ tia cực tím là gần đó của các cộng hóa trị năng lượng liên kết hóa học của các tinh thể nano CdSe. Kết quả là, các hạt bán dẫn có thể bị giải thể, trong một quá trình được gọi là quang phân, để giải phóng các ion cadmium độc hại vào môi trường nuôi cấy. Trong trường hợp không chiếu xạ UV, tuy nhiên, chấm lượng tử với một lớp phủ polymer ổn định đã được tìm thấy là chất không độc hại.[37][42] hydrogel đóng gói các chấm lượng tử cho phép các chấm lượng tử sẽ được giới thiệu vào một dung dịch nước ổn định, giảm khả năng của cadmium leakage.Then một lần nữa, chỉ biết rất ít về quá trình bài tiết của các chấm lượng tử từ các sinh vật sống.[43] Những câu hỏi và khác phải được kiểm tra cẩn thận trước khi ứng dụng chấm lượng tử trong khối u hoặc mạch máu hình ảnh có thể được chấp thuận cho sử dụng lâm sàng của con người.

Một ứng dụng cắt-cạnh tiềm năng của các chấm lượng tử đang được nghiên cứu, có các chấm lượng tử hoạt động như các chất vô cơ huỳnh quang để phát hiện lúc mổ khối u bằng huỳnh quang phổ.

Giao hàng tận nơi các chấm lượng tử không bị hư hại đến các tế bào chất là một thách thức với các kỹ thuật hiện có. Phương pháp dựa trên vector đã dẫn đến sự kết hợp và endosomal cô lập các chấm lượng tử trong khi electroporation có thể làm hỏng các hạt bán dẫn và tổng hợp giao chấm trong bào tương. di ép - một phương pháp phát minh vào năm 2013 bởi Armon Sharei, Robert Langer và Klavs Jensen tại MIT - đã chứng minh hiệu quả cytosolic giao hàng của các chấm lượng tử mà không gây kết tập, tài liệu trong endosomes, hoặc mất mát đáng kể khả năng sống của tế bào bẫy. Hơn nữa, nó đã chỉ ra rằng các chấm lượng tử cá nhân thực hiện bởi phương pháp này có thể phát hiện trong bào tương tế bào, do đó minh họa cho tiềm năng của kỹ thuật này cho các nghiên cứu theo dõi đơn phân tử. Những kết quả này chỉ ra rằng tế bào ép có khả năng có thể được thực hiện như là một nền tảng mạnh mẽ cho các chấm lượng tử dựa trên hình ảnh trong một loạt các ứng dụng.[44]

Thiết bị quang điện[sửa | sửa mã nguồn]

Các chấm lượng tử có thể làm tăng hiệu quả và giảm chi phí của silicon điển hình hiện nay của các tế bào quang điện. Theo một bằng chứng thực nghiệm từ năm 2004,[45] các chấm lượng tử của selenua chì có thể sản xuất nhiều hơn một exciton từ một photon năng lượng cao thông qua các quá trình của nhân chuyên chở hay nhiều thế hệ exciton (MEG). Điều này khá cao so với các tế bào quang điện ngày nay mà chỉ có thể quản lý một exciton mỗi photon năng lượng cao, với các hãng năng lượng động học cao mất đi năng lượng của họ như là nhiệt. Chấm lượng tử quang điện theo lý thuyết có giá rẻ hơn để sản xuất, vì chúng có thể được thực hiện "sử dụng các phản ứng hóa học đơn giản."

Light emitting devices[sửa | sửa mã nguồn]

Có một số phương pháp đề xuất cho việc sử dụng các chấm lượng tử để cải thiện hiện diode phát sáng (LED) thiết kế, bao gồm cả "Quantum Dot Light Emitting Diode" (QĐ-LED) và "Quantum Dot White Light Emitting Diode" (QĐ-WLED) hiển thị. Bởi vì các chấm lượng tử tự nhiên sản xuất đơn sắc ánh sáng, họ có thể có hiệu quả hơn các nguồn ánh sáng mà phải được lọc màu. QĐ-LED có thể được chế tạo trên một chất nền silicon, cho phép họ được tích hợp vào silicon dựa trên tiêu chuẩn mạch tích hợp hoặc các hệ thống vi cơ điện tử.[46] Các chấm lượng tử có giá trị cho màn hình, vì chúng phát ra ánh sáng trong rất cụ thể phân phối Gaussian. Điều này có thể dẫn đến một màn hình hiển thị với màu sắc rõ ràng chính xác hơn. Một màu thông thường màn hình tinh thể lỏng (LCD) thường được backlit bằng đèn huỳnh quang (CCFL) hoặc đèn LED trắng thông thường có màu lọc để sản xuất pixel đỏ, xanh lá cây, và màu xanh. Một cải tiến được sử dụng một màu xanh-Emitting LED làm nguồn ánh sáng và chuyển đổi một phần của ánh sáng phát ra vào thường tinh khiết ánh sáng màu xanh lá cây và màu đỏ của các chấm lượng tử thích hợp được đặt ở phía trước của đèn LED màu xanh. Đây là loại ánh sáng trắng như đèn nền của một màn hình LCD cho phép các gam màu tốt nhất với chi phí thấp hơn so với một sự kết hợp RGB LED sử dụng ba đèn LED.

Trong tháng 6 năm 2006, QD Vision công bố thành công trong việc đưa ra một kỹ thuật proof-of-concept chấm lượng tử hiển thị và hiển thị một phát sáng trong vùng hồng ngoại có thể nhìn thấy và gần của quang phổ. Một QĐ-LED tích hợp ở một kính hiển vi quét đầu được sử dụng để chứng minh huỳnh quang quét hiển vi quang học (near-field NSOM) hình ảnh.[47] Ngoài ra, kể từ khi phát hiện ra "phát ra ánh sáng trắng" QD, ứng dụng ánh sáng chung rắn xuất hiện gần hơn bao giờ hết.[48]

Photodetector devices[sửa | sửa mã nguồn]

Quantum dot tách sóng quang (QDPs) có thể được chế tạo hoặc thông qua giải pháp xử lý[49] hoặc từ các chất bán dẫn đơn tinh thể thông thường[50] QDPs đơn tinh thể bán dẫn thường được loại trừ từ tích hợp với thiết bị điện tử hữu cơ linh hoạt do sự không tương thích của họ tăng trưởng điều kiện với các cửa sổ trình theo yêu cầu của các chất bán dẫn hữu cơ. Mặt khác, QDPs giải pháp xử lý có thể dễ dàng tích hợp với một loạt gần như vô hạn của chất nền, và cũng xử lý sau trên mạch tích hợp khác. Như keo QDPs có tiềm năng ứng dụng trong giám sát, thị giác máy, kiểm tra công nghiệp, quang phổ, và hình ảnh y sinh học huỳnh quang.

Mô hình lý thuyết[sửa | sửa mã nguồn]

Một loạt các khuôn khổ lý thuyết tồn tại để mô hình tính chất quang học, điện tử, và cấu trúc của các chấm lượng tử. Đây có thể được phân chia thành cơ học lượng tử, bán cổ điển, và cổ điển.

Cơ học lượng tử[sửa | sửa mã nguồn]

Mô hình cơ học lượng tử và mô phỏng của các chấm lượng tử thường liên quan đến sự tương tác của electron với một pseudopotential hoặc ma trận ngẫu nhiên.[51]

bán cổ điển[sửa | sửa mã nguồn]

Mô hình bán cổ điển của các chấm lượng tử thường xuyên kết hợp một hóa năng. Ví dụ, The hóa năng nhiệt động lực học của N hệ thống -particle được cho bởi

Về năng lượng mà có thể thu được các giải pháp của phương trình Schrödinger. Các định nghĩa của điện dung,

,

với sự khác biệt tiềm năng

có thể được áp dụng cho một chấm lượng tử với việc bổ sung hoặc loại bỏ các điện tử cá nhân,

and .

Sau đó,

là "dung lượng tử" của một chấm lượng tử, nơi chúng ta ký hiệu là I (N) tiềm năng ion hóa và A (N) ái lực electron của N hệ thống -particle.[52]

Classical Mechanics[sửa | sửa mã nguồn]

Mô hình cổ điển của các thuộc tính tĩnh điện của các điện tử trong chấm lượng tử tương tự như trong tự nhiên để các vấn đề Thomson của tối ưu phân phối điện tử trên cầu đơn vị.

Việc điều trị tĩnh điện cổ điển của các electron bị hạn chế để chấm lượng tử hình cầu là tương tự như điều trị của họ trong Thomson,[53] hoặc mận mô hình bánh, của nguyên tử.[54]

Phương pháp điều trị cổ điển của cả hai chấm lượng tử hai chiều và ba chiều hiện vỏ điền electron hành vi. Một " bảng tuần hoàn các nguyên tử nhân tạo cổ điển "đã được mô tả trong các chấm lượng tử hai chiều[55] Cũng như vậy, một số kết nối đã được báo cáo giữa các vấn đề và electron Thomson mô hình ba chiều vỏ điền được tìm thấy trong tự nhiên xảy ra các nguyên tử được tìm thấy khắp bảng tuần hoàn..[56] Tác phẩm thứ này có nguồn gốc trong mô hình điện cổ điển của các electron trong một chấm lượng tử hình cầu đại diện bởi một quả cầu điện môi lý tưởng[57]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Brus, L.E. (2007). “Chemistry and Physics of Semiconductor Nanocrystals” (PDF). Truy cập ngày 7 tháng 7 năm 2009. 
  2. ^ Norris, D.J. (1995). “Measurement and Assignment of the Size-Dependent Optical Spectrum in Cadmium Selenide (CdSe) Quantum Dots, PhD thesis, MIT”. hdl:1721.1/11129. 
  3. ^ a ă Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. (2000). “Synthesis and Characterization of Monodisperse Nanocrystals and Close-Packed Nanocrystal Assemblies”. Annual Review of Materials Research 30 (1): 545–610. Bibcode:2000AnRMS..30..545M. doi:10.1146/annurev.matsci.30.1.545. 
  4. ^ Екимов АИ, Онущенко АА (1981). “Квантовый размерный эффект в трехмерных микрокристаллах полупроводников” (PDF). Письма в ЖЭТФ 34: 363–366. 
  5. ^ Ekimov AI, Onushchenko AA (1982). “Quantum size effect in the optical-spectra of semiconductor micro-crystals”. Soviet Physics Semiconductors-USSR 16 (7): 775–778. 
  6. ^ Ekimov AI, Efros AL, Onushchenko AA (1985). “Quantum size effect in semiconductor microcrystals”. Solid State Communications 56 (11): 921–924. doi:10.1016/S0038-1098(85)80025-9. 
  7. ^ “Nanotechnology Timeline”. National Nanotechnology Initiative. 
  8. ^ Reed MA, Randall JN, Aggarwal RJ, Matyi RJ, Moore TM, Wetsel AE (1988). “Observation of discrete electronic states in a zero-dimensional semiconductor nanostructure” (PDF). Phys Rev Lett 60 (6): 535–537. Bibcode:1988PhRvL..60..535R. PMID 10038575. doi:10.1103/PhysRevLett.60.535. 
  9. ^ “Quantum Dots Produce More Colorful Sony TVs MIT Technology Review”. MIT Technology Review. Truy cập 15 tháng 3 năm 2015. 
  10. ^ “Nanotechnology Information Center: Properties, Applications, Research, and Safety Guidelines”. American Elements. 
  11. ^ Brandrup, J.; Immergut, E.H. (1966). Polymer Handbook (ấn bản 2). New York: Wiley. tr. 240–246. 
  12. ^ Khare, Ankur, Wills, Andrew W., Ammerman, Lauren M., Noris, David J., and Aydil, Eray S. (2011). “Size control and quantum confinement in Cu2ZnSnS4 nanocrystals”. Chem. Commun. 47 (42): 47. doi:10.1039/C1CC14687D. 
  13. ^ Greenemeier, L. (ngày 5 tháng 2 năm 2008). “New Electronics Promise Wireless at Warp Speed”. Scientific American. 
  14. ^ “SCIENCE WATCH; Tiny Lasers Break Speed Record”. The New York Times. Ngày 31 tháng 12 năm 1991. 
  15. ^ C. Delerue, M. Lannoo (2004). Nanostructures: Theory and Modelling. Springer. tr. 47. ISBN 3-540-20694-9. 
  16. ^ a ă Zherebetskyy D., Scheele M., Zhang Y., Bronstein N., Thompson C., Britt D., Salmeron M., Alivisatos P., Wang L.W. Science 2014 June;344(6190):1380-4 (2014). “Hydroxylation of the surface of PbS nanocrystals passivated with oleic acid”. Science 344 (6190): 1380–1384. doi:10.1126/science.1252727. 
  17. ^ Silbey, Robert J.; Alberty, Robert A.; Bawendi, Moungi G. (2005). Physical Chemistry, 4th ed. John Wiley &Sons. tr. 835. 
  18. ^ Prati, Enrico; De Michielis, Marco; Belli, Matteo; Cocco, Simone; Fanciulli, Marco; Kotekar-Patil, Dharmraj; Ruoff, Matthias; Kern, Dieter P và đồng nghiệp (2012). “Few electron limit of n-type metal oxide semiconductor single electron transistors”. Nanotechnology 23 (21): 215204. Bibcode:2012Nanot..23u5204P. PMID 22552118. arXiv:1203.4811. doi:10.1088/0957-4484/23/21/215204. 
  19. ^ Lee SW, Mao C, Flynn CE, Belcher AM (2002). “Ordering of quantum dots using genetically engineered viruses”. Science 296 (5569): 892–5. Bibcode:2002Sci...296..892L. PMID 11988570. doi:10.1126/science.1068054. 
  20. ^ Whaley SR, English DS, Hu EL, Barbara PF, Belcher AM (2000). “Selection of peptides with semiconductor binding specificity for directed nanocrystal assembly”. Nature 405 (6787): 665–8. PMID 10864319. doi:10.1038/35015043. 
  21. ^ Jawaid A.M., Chattopadhyay S., Wink D.J., Page L.E., Snee P.T. (2013). “A”. ACS Nano 7: 3190. doi:10.1021/nn305697q. 
  22. ^ “Continuous Flow Synthesis Method for Fluorescent Quantum Dots”. Truy cập 15 tháng 3 năm 2015. 
  23. ^ Quantum Materials Corporation and the Access2Flow Consortium (2011). “Quantum materials corp achieves milestone in High Volume Production of Quantum Dots”. Truy cập ngày 7 tháng 7 năm 2011. 
  24. ^ The Economist (ngày 16 tháng 6 năm 2011). “Quantum-dot displays-Dotting the eyes”. Truy cập ngày 7 tháng 7 năm 2011. 
  25. ^ Hauser, Charlotte A. E.; Zhang, Shuguang (25 tháng 11 năm 2010). “Peptides as biological semiconductors”. Nature 468 (7323): 516–517. Bibcode:2010Natur.468..516H. doi:10.1038/468516a. Truy cập ngày 10 tháng 4 năm 2010. 
  26. ^ doi:10.1021/jp025698c
    Hoàn thành chú thích này
  27. ^ Achermann, M.; Petruska, M. A.; Smith, D. L.; Koleske, D. D.; Klimov, V. I. (2004). “Energy-transfer pumping of semiconductor nanocrystals using an epitaxial quantum well”. Nature 429 (6992): 642–646. Bibcode:2004Natur.429..642A. doi:10.1038/nature02571. 
  28. ^ a ă Walling, M. A.; Novak, Shepard (tháng 2 năm 2009). “Quantum Dots for Live Cell and In Vivo Imaging”. Int. J. Mol. Sci. 10 (2): 441–491. PMC 2660663. PMID 19333416. doi:10.3390/ijms10020441. 
  29. ^ Michalet X, Pinaud FF, Bentolila LA và đồng nghiệp (2005). “Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics”. Science 307 (5709): 538–44. Bibcode:2005Sci...307..538M. PMC 1201471. PMID 15681376. doi:10.1126/science.1104274. 
  30. ^ doi:10.1117/2.3201403.17
    Hoàn thành chú thích này
  31. ^ Tokumasu, F; Fairhurst, Rm; Ostera, Gr; Brittain, Nj; Hwang, J; Wellems, Te; Dvorak, Ja (tháng 3 năm 2005). “Band 3 modifications in Plasmodium falciparum-infected AA and CC erythrocytes assayed by autocorrelation analysis using quantum dots”. Journal of Cell Science (Free full text) 118 (Pt 5): 1091–8. PMID 15731014. doi:10.1242/jcs.01662. 
  32. ^ Dahan, M; Lévi, S; Luccardini, C; Rostaing, P; Riveau, B; Triller, A (tháng 10 năm 2003). “Diffusion dynamics of glycine receptors revealed by single-quantum dot tracking”. Science 302 (5644): 442–5. Bibcode:2003Sci...302..442D. PMID 14564008. doi:10.1126/science.1088525. 
  33. ^ Howarth M, Liu W, Puthenveetil S, Zheng Y, Marshall LF, Schmidt MM, Wittrup KD, Bawendi MG, Ting AY. Nat Methods. 2008 May;5(5):397-9 (2008). “Monovalent, reduced-size quantum dots for imaging receptors on living cells”. Nature methods 5 (5): 397–9. PMC 2637151. PMID 18425138. doi:10.1038/nmeth.1206. 
  34. ^ Akerman ME, Chan WC, Laakkonen P, Bhatia SN, Ruoslahti E. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Oct 1;99(20):12617-21 (2002). “Nanocrystal targeting in vivo”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99 (20): 12617–21. Bibcode:2002PNAS...9912617A. PMC 130509. PMID 12235356. doi:10.1073/pnas.152463399. 
  35. ^ Farlow J, Seo D, Broaders, KE, Taylor, MJ, Gartner ZJ, Jun, YW. Nat. Methods. U S A. 2013 Oct (2013). “Formation of targeted monovalent quantum dots by steric exclusion”. Nature Methods. doi:10.1038/nmeth.2682. 
  36. ^ Dwarakanath S, Bruno JG, Shastry A, Phillips T, John AA, Kumar A, Stephenson LD. Biochem Biophys Res Commun. 2004 Dec 17;325(3):739-43 (2004). “Quantum dot-antibody and aptamer conjugates shift fluorescence upon binding bacteria”. Biochemical and Biophysical Research Communications 325 (3): 739–43. PMID 15541352. doi:10.1016/j.bbrc.2004.10.099. 
  37. ^ a ă Ballou, B; Lagerholm, Bc; Ernst, La; Bruchez, Mp; Waggoner, As (2004). “Noninvasive imaging of quantum dots in mice”. Bioconjugate chemistry (Free full text) 15 (1): 79–86. PMID 14733586. doi:10.1021/bc034153y. 
  38. ^ Resch-Genger, Ute; Grabolle, Markus; Cavaliere-Jaricot, Sara; Nitschke, Roland; Nann, Thomas (ngày 28 tháng 8 năm 2008). “Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels”. Nature Methods 5 (9): 763–775. doi:10.1038/nmeth.1248. 
  39. ^ Algar, W. Russ; Krull, Ulrich J. (ngày 7 tháng 11 năm 2007). “Quantum dots as donors in fluorescence resonance energy transfer for the bioanalysis of nucleic acids, proteins, and other biological molecules”. Analytical and Bioanalytical Chemistry 391 (5): 1609–1618. doi:10.1007/s00216-007-1703-3. 
  40. ^ Beane, Gary; Boldt, Klaus; Kirkwood, Nicholas; Mulvaney, Paul (ngày 7 tháng 8 năm 2014). “Energy Transfer between Quantum Dots and Conjugated Dye Molecules”. The Journal of Physical Chemistry C 118 (31): 18079–18086. doi:10.1021/jp502033d. 
  41. ^ “Gene Silencer and Quantum Dots Reduce Protein Production to a Whisper”. Newswise. Truy cập ngày 24 tháng 6 năm 2008. 
  42. ^ Pelley JL, Daar AS, Saner MA. Toxicol Sci. 2009 Dec;112(2):276-96 (2009). “State of academic knowledge on toxicity and biological fate of quantum dots”. Toxicological sciences: an official journal of the Society of Toxicology 112 (2): 276–96. PMC 2777075. PMID 19684286. doi:10.1093/toxsci/kfp188. 
  43. ^ Choi HS, Liu W, Misra P, Tanaka E, Zimmer JP, Itty Ipe B, Bawendi MG, Frangioni JV. Nat Biotechnol. 2007 Oct;25(10):1165–70. Epub 2007 Sep 23 (2007). “Renal clearance of quantum dots”. Nature Biotechnology 25 (10): 1165–70. PMC 2702539. PMID 17891134. doi:10.1038/nbt1340. 
  44. ^ Armon Sharei, Janet Zoldan, Andrea Adamo, Woo Young Sim, Nahyun Cho, Emily Jackson, Shirley Mao, Sabine Schneider, Min-Joon Han, Abigail Lytton-Jean, Pamela A. Basto, Siddharth Jhunjhunwala, Jungmin Lee, Daniel A. Heller, Jeon Woong Kang, George C. Hartoularos, Kwang-Soo Kim, Daniel G. Anderson, Robert Langer, and Klavs F. Jensen (2013). “A vector-free microfluidic platform for intracellular delivery”. PNAS. Bibcode:2013PNAS..110.2082S. doi:10.1073/pnas.1218705110. 
  45. ^ Schaller, R.; Klimov, V. (2004). “High Efficiency Carrier Multiplication in PbSe Nanocrystals: Implications for Solar Energy Conversion”. Physical Review Letters 92 (18): 186601. Bibcode:2004PhRvL..92r6601S. PMID 15169518. arXiv:cond-mat/0404368. doi:10.1103/PhysRevLett.92.186601. 
  46. ^ “Nano LEDs printed on silicon”. Ngày 3 tháng 7 năm 2009. 
  47. ^ Hoshino, Kazunori; Gopal, Ashwini; Glaz, Micah S.; Vanden Bout, David A.; Zhang, Xiaojing (2012). “Nanoscale fluorescence imaging with quantum dot near-field electroluminescence”. Applied Physics Letters 101 (4): 043118. Bibcode:2012ApPhL.101d3118H. doi:10.1063/1.4739235. 
  48. ^ Shrinking quantum dots to produce white light. Vanderbilt's Online Research Magazine. Vanderbilt.edu. Truy cập ngày 24 tháng 7 năm 2013.
  49. ^ Konstantatos, G.; Sargent, E. H. (2009). “Solution-Processed Quantum Dot Photodetectors”. Proceedings of the IEEE 97 (10): 1666–1683. doi:10.1109/JPROC.2009.2025612. 
  50. ^ Vaillancourt, J.; Lu, X.-J.; Lu, Xuejun (2011). “A High Operating Temperature (HOT) Middle Wave Infrared (MWIR) Quantum-Dot Photodetector”. Optics and Photonics Letters 4 (2): 1–5. doi:10.1142/S1793528811000196. 
  51. ^ Zumbühl DM, Miller JB, Marcus CM, Campman K, Gossard AC (tháng 12 năm 2002). “Spin-orbit coupling, antilocalization, and parallel magnetic fields in quantum dots”. Phys. Rev. Lett. 89 (27): 276803. Bibcode:2002PhRvL..89A6803Z. PMID 12513231. arXiv:cond-mat/0208436. doi:10.1103/PhysRevLett.89.276803. 
  52. ^ G. J. Iafrate, K. Hess, J. B. Krieger, and M. Macucci (1995). “Capacitive nature of atomic-sized structures”. Phys. Rev. B 52 (15). doi:10.1103/physrevb.52.10737. 
  53. ^ J.J. Thomson (1904). “On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure” (extract of paper). Philosophical Magazine Series 6 7 (39): 237. doi:10.1080/14786440409463107. 
  54. ^ S. Bednarek, B. Szafran, and J. Adamowski (1999). “Many-electron artificial atoms”. Phys. Rev. B 59 (20): 13036–13042. Bibcode:1999PhRvB..5913036B. doi:10.1103/PhysRevB.59.13036. 
  55. ^ V. M. Bedanov and F. M. Peeters (1994). “Ordering and phase transitions of charged particles in a classical finite two-dimensional system”. Physical Review B 49: 2667–2676. Bibcode:1994PhRvB..49.2667B. doi:10.1103/PhysRevB.49.2667. 
  56. ^ T. LaFave Jr. (2013). “Correspondences between the classical electrostatic Thomson Problem and atomic electronic structure”. Journal of Electrostatics 71 (6): 1029–1035. doi:10.1016/j.elstat.2013.10.001. 
  57. ^ T. LaFave Jr. (2011). “The discrete charge dielectric model of electrostatic energy”. Journal of Electrostatics 69 (5): 414–418. doi:10.1016/j.elstat.2013.10.001. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]