锗/硅量子点形貌随退火温度的变化与电学特性研究

研究了锗(Ge)量子点薄膜表面形貌随退火温度的变化及其相应的电学特性。以锗烷为主要反应气体,应用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在300℃温度、p-硅(100)基片上沉积了锗量子点薄膜,然后分别在400℃、500℃、600℃温度下退火。应用原子力显微镜(AFM)系统地观察了锗量子点薄膜的二维、三维图像,发现原位生长的锗量子点尺寸起伏大、薄膜表面比较粗糙。退火后,锗量子点分布趋于均匀,并且随退火温度的升高,量子点呈一定的取向排列,表面变得平整。通过电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试,发现锗量子点薄膜具有良好的电学特性。随退火温度的升高,电流、电容显著增大,漏电流减小,说明退火后,锗量子点薄膜晶界和粗糙度减小,使样品的表面、界面特性更好。     

过氧化氢辅助合成硫量子点用于高灵敏检测汞离子

目的 随着重金属检测标准的不断提高,开发新型传感材料引起研究者广泛关注.为此,本文建立一种新型的硫量子点作为本征荧光传感器用于重金属检测.方法 以升华硫为硫源,聚乙二醇为钝化剂在碱性条件下制备硫量子点,并将硫量子点用于 Hg2+的检测.结果 通过条件优化,制备的硫量子点具有优异的水溶性、稳定性及荧光特性,荧光量子产率可达21 .8%.硫量子点对 Hg2+具有宽的检测范围,检测限可低至0 .628 μg/L .基于硫量子点的荧光传感器对 Hg2+ 实现了可靠、快速、灵敏及选择性检测,并将其应用于实际样品中 Hg2+的检测.结论 基于硫量子点的本征荧光传感器可用于Hg2+的检测,为扩展硫量子点在环境监测、疾病诊断、细胞成像、发光二极管等领域提供了重要参考.     

量子点的表面修饰、尺寸选择与荧光传感

结合本实验室的工作,综述了近年来基于量子点与分析物的相互作用构建荧光传感系统方面的研究进展.着重对此类传感体系中有关量子点的表面修饰和粒径选择问题进行了评述.     

量子传感的导航应用研究现状与展望

量子传感技术以光子、原子等量子系统为介质,利用量子效应可实现突破标准量子极限制约的超高精度和灵敏度的物理量测量,为基于时空参量测量的传统导航定位授时技术体制的突破带来新的机遇.量子传感改变了导航系统中导航传感器的感知机理,能够实现高精度的时空参量观测,并利用量子系统的非经典特性,实现导航信息的安全可靠传输和探测,提升导...     

硫化铅量子点薄膜中基于量子隧穿的载流子输运机制

近年来，铅系量子点(如PbX,X=S,Se, Te)薄膜光物理性质的研究表明该材料在下一代柔性光电器件中存在潜在应用价值.理解量子点薄膜中载流子输运机制对于发展此类器件至关重要.利用超快瞬态吸收光谱技术，对PbS量子点薄膜中由于载流子输运导致的激子漂白峰位移做了系统性研究.结果发现在高带隙激发条件下，激子漂白峰随延时往低能方向移动，即发生红移.进一步通过分析光谱位移速率和幅值与温度的依赖关系，基于热激活隧穿输运模型揭示了PbS量子点薄膜中的载流子输运机制为电荷隧穿.     

CsPbBr3/C8-BTBT复合薄膜的制备和光学性能研究

文章采用热注入法制备CsPbBr3量子点,使用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)分析量子点的晶相结构,通过吸收光谱和循环伏安法表征量子点的能带结构。实验制备的量子点禁带宽度为2.52eV,半峰宽仅为25nm,可与小分子有机半导体C8-BTBT共同溶解于有机溶剂中,形成稳定的胶体分散体系。通过滴注和浸渍提拉法制备了CsPbBr3/C8-BTBT复合薄膜,分别采用365nm的紫外光和470nm的蓝光LED作为激发光源,表征了量子点薄膜及复合薄膜的光致发光性能。实验结果表明,纯CsPbBr3量子点薄膜的转换效率可达90%,以有机半导体C8-BTBT作为复合基质的薄膜在紫外光激发下光致转换效率提高了44%。     

长周期光纤光栅薄膜传感器研究

采用耦合模理论建立了长周期光纤光栅薄膜传感器的理论模型,分析了其传感机理,并进行了实验研究,给出了初步的气敏实验结果．研究结果表明,光纤光栅包层外所镀敏感薄膜的光学参数(厚度和折射率)与传感器的灵敏度高低有直接关系,传感器的结构优化非常必要．长周期光纤光栅薄膜传感器具有薄膜传感器和光纤传感器的优点,具有广阔的应用前景．     

量子点的制备及其在光化学传感器中的应用研究进展

量子点(QDs)作为一种新型半导体荧光纳米材料,表现出优越的光学、电子和表面可修饰等性质,可应用于许多领域.尤其在化学和生物化学领域,以量子点独特的发光优势构筑传感器在分析检测方面表现出很高的灵敏性和选择性.文章概述了量子点结构、性质及其制备方法,并综述了量子点在光化学传感器中的应用.     

基于DNA双链增强量子点自组装膜能量转移的界面比率传感

分别以巯基乙酸(TGA)和三聚磷酸钠(STPP)为稳定剂,在水相条件下制备CdTe量子点和ZnO@CdS量子点.基于DNA双链增强自组装膜能量转移的原理,以ZnO@CdS量子点为能量供体,CdTe量子点为能量受体,构筑Quartz/PDDA/CdTe/PDDA/T1-DNA/PDDA/ZnO@CdS SAMs自组装膜,并实现对DNA的界面比率传感.随着匹配DNA(P1-DNA)的加入,ZnO@CdS量子点的荧光强度FD减小,相对荧光强度FA/FD和P1-DNA浓度的负对数呈线性关系,线性范围为8.686×10-9~6.080×10-8 mol·L-1,检测限为0.707nmol·L-1.     

基于石墨烯量子点的全印刷纸质生物传感器

用于医疗保健的及时诊断技术及移动检测方式要求新一代低成本、准确、灵敏且适于大批量生产的生物传感器。采用印刷方式制备传感器的方案推陈出新,全印刷技术为实现传感器的大批量生产提供新思路。纸材料低廉环保,在低成本制作传感器方面有良好的应用前景。石墨烯量子点具有优异的导电性、优良的生物相容性、稳定的荧光等特点,在改善和提高传感器性能方面存在很大潜力。对目前的全印刷传感器、纸质传感器和基于石墨烯量子点的传感器进行综述,提出一种基于石墨烯量子点的全印刷纸质生物传感器方案。     

生物质碳量子点的合成及其性能研究

由于碳量子点(CQDs)在生物成像、标记以及检测等领域有着良好的发展前景,为此,开展对碳量子点的基础研究成为近年的研究热点。本实验以高温碳化的胡萝卜为碳源合成出水溶性的碳量子点,采用荧光分光光度计检测了CQDs对不同浓度重金属离子的荧光传感,探讨了溶液pH值对胡萝卜生物质碳合成的CQDs荧光性能的影响。实验结果表明,CQDs对不同浓度的重金属离子以及不同溶液pH值的荧光传感响应不同,其中对低浓度的Fe3+以及pH值为碱性时具有较好的荧光传感性能。     

基于量子遗传算法的无线传感网络路由优化

考虑到无线传感网络(WSN)传感器节点的能量有限性,分析了WSN的网络模型和能量模型,提出一种基于改进量子遗传算法的路由优化算法.利用复杂连续函数测试,验证了算法的性能和可行性.经仿真分析,证明该算法应用于WSN路由优化问题时,能更快速和更稳定地求解最小能量代价的数据传输路径,从而减少WSN传感器节点的能量消耗,延长整个WSN网络的使用寿命.     

用甲苯-水两相体系制备CdS量子点

为了能够制备出性能良好的CdS量子点,采用两相体系,用温和易控的方法,合成了不同粒径的CdS半导体量子点.用X线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱仪等测试手段对产物进行了表征.结果表明:合成的CdS量子点粒径均匀,为立方晶型,具有良好荧光特性,通过控制反应时间可以控制CdS量子点的粒径,而且可以有效减少晶体的表面缺陷,提高荧光强度,从而进一步应用在光电、催化、传感、生物等领域.     

量子点传感器设计及在农产品化学污染物检测中的应用研究进展

量子点传感器是基于荧光共振能量转移（FRET）等机理,对量子点进行功能修饰,构建用于化学污染物检测的传感器.功能化的量子点与污染物的特异性结合后,因荧光发生显著变化而实现检测目的,其具有响应快、效率高、可靠性强等特点,有助解决农产品快速检测仪存在的误检率高、专一性不强等不足.本文综述量子点传感器的制备、设计及在农产品化学污染物检测中的应用研究.     

CsPbX_3(X=Cl,Br,I)/PS复合薄膜制备及荧光性能研究

采用高温热注射法制备CsPbX_3(X=Cl,Br,I)无机钙钛矿量子点,利用透射电子显微镜(TEM),X线衍射仪(XRD),紫外-可见分光光度计(UV)和荧光光度计(PL)对CsPbX_3(X=Cl,Br,I)量子点形貌,晶相和光学性能进行表征分析.再使用离子交换法制备出可见光区域为417 714 nm波段的荧光量子点,取该波段量子点与聚苯乙烯甲苯溶液混合,采用滴涂法得到CsPbX_3(X=Cl,Br,I)/聚苯乙烯复合薄膜,通过对复合薄膜荧光性能的研究,发现与聚苯乙烯的复合能大大提高CsPbX_3(X=Cl,Br,I)无机钙钛矿量子点的荧光稳定性.     

量子尺寸效应对超薄Pb(111)薄膜性质的影响

讨论了超薄Pb(111)薄膜在构型和稳定性方面的量子机制.首先对量子尺寸效应和电子生长以及薄膜稳定性的判断标准作了介绍,然后以Pb(111)薄膜作为例子,介绍了其生长的特性和强烈的量子尺寸效应,最后阐述了量子尺寸效应对薄膜的物理和化学性质具有深刻影响.     

Bi,Al替DyIG量子点磁光材料的晶化温度研究

用传统的球磨、烧结的方法制备的石榴石材料的烧结温度约为1300℃,而用热分解法制备的量子点Al替DyIG石榴石磁光薄膜,生成石榴石相的晶化温度却在670℃左右,本文用量子点的量子隧道效应解释了量子点石榴石薄膜晶化温度降低的原因.并用原子力显微镜证实了用热分解法制备的量子点Bi,Al替石榴石在670℃的确已经完全结晶.     

SWCNTs猝灭CdTe量子点荧光纳米传感体系测定凝血酶

本文利用单壁碳纳米管(SWCNTs)对凝血酶(Thrombin)适配体功能化的CdTe量子点的荧光猝灭作用及凝血酶适配体与SWCNTs相互作用的机理,通过体系中凝血酶存在与否及凝血酶浓度的高低来调控量子点荧光强度的大小,建立荧光纳米传感体系,从而实现对凝血酶的检测.     

基于取向纤维基底和图案化双相金属层的高灵敏应变传感器（英文）

为了提高液态金属基应变传感器的灵敏度,研究了一种高灵敏度、可拉伸的应变传感器,该传感器由取向的静电纺热塑性聚氨酯纤维基底和图案化双相金属传感层构成。以液态金属Galinstan为“岛”,固体金属银为“海”,构建了图案化双相金属传感层。银“海”可阻止连续的液态金属导电路径的形成,基于银导电区域的裂纹扩展机制,传感器的灵敏度显著提高。此外,纤维取向(水平或垂直)削弱了在受力时纤维的重新排列,增强了传感层的变形。结果表明,对于单一液态金属层或Ag层组成的传感器,基底纤维垂直取向与随机排列比较,灵敏度分别提高1.09倍和33.19倍。最终制成的基于垂直取向纤维基底和图案化双相金属层的应变传感器具有超高的灵敏度(灵敏度系数高达952.20)和宽传感范围(高达59.33%)。这种设计有望在可穿戴设备中显示良好的应用潜力。     

巯基乙酸修饰的CdTe量子点对聚合酶链反应特异性的影响

合成了巯基乙酸(TGA)修饰的量子点,X衍射分析证实CdTe相的存在,高分辨电子显微镜分析表明量子点的直径为3 nm,Zeta电位表征表明量子点表面带有负电荷.把TGA修饰的CdTe量子点加入到聚合酶链反应(PCR)反应液中,使用brcaal基因载体作为PCR反应的模板,进行两轮PCR反应.最终的PCR产物通过ω=1%的琼脂糖凝胶电泳进行分析,结果表明,在0～1.33 g/L范围内,随着量子点的量逐渐增加,非特异性的扩增条带逐渐消失,荧光(PL)光谱表明PCR反应后的量子点荧光强度降低.X射线光电子能谱(XPS)证实PCR反应前后Cd元素和Te元素的能谱峰并没有出现化学位移,吸收光谱(UV-vis)表明了PCR反应之后的吸收强度增强.因此,TGA修饰的CdTe量子点置于PCR反应液之中,能提高PCR的特异性,可以应用于超灵敏DNA检测、光电生物传感器.