Quantum Dots pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Joyce, Bruce A. (EDT)/ Kelires, Pantelis C. (EDT)/ Naumovets, Anton G. (EDT)/ Vvedensky, Dimitri D.

出品人:

页数:395

译者:

出版时间:

价格:99.95

装帧:Pap

isbn号码:9781402033148

丛书系列:

图书标签:

• 量子点
• 纳米材料
• 半导体
• 光物理
• 材料科学
• 化学
• 物理
• 发光材料
• 生物成像
• 传感器

好的，这是《量子点》一书的图书简介，侧重于其在材料科学、物理学和工程学交叉领域的广泛应用和深刻理论基础，但不包含对书中具体章节或内容的直接描述： --- 图书简介：《量子点》 一、 跨越尺度的光芒：纳米尺度下的新物理与新材料 《量子点》一书深入探讨了处于纳米尺度（通常在1到100纳米之间）的半导体晶体——量子点（Quantum Dots, QDs）的独特物理性质、合成方法及其在现代科技前沿的颠覆性应用。本书旨在为材料科学家、凝聚态物理学家、电子工程师以及高分子化学家提供一个全面且前沿的参考框架，理解这一类“人造原子”如何重塑我们对光与物质相互作用的认知。 量子点之所以引人注目，核心在于其尺寸依赖性的光学和电子特性。当材料尺寸缩小到量子尺寸范围时，载流子（电子和空穴）的运动受到空间限制，从而引发一系列奇异的量子限制效应。这种效应使得材料的能带结构不再是块材（Bulk Material）的连续能带，而是离散化的能级，类似于孤立原子能级。最引人注目的现象是，量子点的发射光谱颜色可以精确地通过其粒径进行调控。通过精确控制合成过程中的生长时间或前驱物浓度，研究人员可以“调音”量子点，使其精确地发出从紫外到近红外的任何波长的光。这种可调谐性是传统荧光染料或半导体材料难以比拟的优势。 本书将这种基础物理现象置于一个广阔的材料科学背景下进行审视。从基础的电子结构理论出发，书籍细致地剖析了量子限制效应对激子（Exciton）的束缚能、带隙能量以及载流子动力学的影响。这不仅是理论物理学的挑战，更是材料工程学的实践核心。如何在大批量、低成本的前提下，实现晶体质量的均一性、形貌的精确控制以及表面态的有效钝化，是决定量子点商业化潜力的关键。 二、 纳米制造的艺术：合成策略与结构工程 量子点的成功在很大程度上归功于过去几十年中合成化学和纳米技术的发展。《量子点》详述了实现这些纳米晶体结构所需的精细化学控制。本书涵盖了从经典的高温溶液相合成法（如有机金属前驱体热解法，Hot Injection Method），到适用于大规模生产的水相合成法，以及面向特定器件要求的气相沉积技术。 合成的艺术不仅在于“制造”出量子点，更在于对其表面化学的精细调控。量子点的优异光学性能极易受到其表面缺陷和官能团的影响。因此，表面配体（Ligand）的选择和功能化至关重要。这些配体不仅决定了量子点在不同溶剂中的分散性和稳定性，还直接影响到载流子的弛豫路径，进而决定了其量子产率（Quantum Yield）和光稳定性。本书深入探讨了如何通过改变配体环境，实现从水溶性到脂溶性的转化，以及如何将量子点锚定在各种固体基质（如聚合物、氧化物或金属）中，为器件集成奠定基础。 结构工程的深度延伸到了核壳结构（Core-Shell）的设计。通过在核心量子点外部生长一层具有更大带隙的包覆材料（如ZnS包裹CdSe），可以有效地钝化核心表面的陷阱态，显著提高发光效率和抗光漂白能力。对异质结纳米晶体结构的设计与表征，是本书关注的一个重要方面，因为它直接关系到器件的长寿命和高亮度需求。 三、 驱动下一代显示与照明：光电子学领域的革新 量子点最广为人知的应用领域无疑是光电子学。由于其窄带、高纯净度的发射光谱，量子点是实现下一代显示技术（如QLED）的核心组件。本书剖析了量子点在发光二极管（QD-LED）中的工作机理，包括电致发光过程、激子注入与复合效率，以及如何设计高效的电荷传输层来匹配量子点材料的能级。其高色域覆盖能力和低能耗潜力，正在推动显示技术向更自然、更节能的方向发展。 在照明领域，量子点作为高效的光转换介质，正在改变传统LED的色温管理。通过将特定尺寸的量子点集成到蓝光LED芯片的封装中，可以实现对光谱的精确重塑，提供接近自然光的高显色指数（CRI）照明解决方案。 此外，量子点在光伏领域同样展现出巨大潜力。作为量子点太阳能电池（QDSC）的核心吸收层，其独特的带隙可调性允许设计出能够更有效捕获太阳光谱中不同波段能量的多结或叠层电池结构。书中探讨了载流子分离与传输的界面工程，以及如何克服量子点薄膜中的空间电荷限制，以期突破传统无机半导体光伏器件的效率瓶颈。 四、 生物医学成像与传感的前沿疆界 超越传统的电子和光学设备，量子点的生物相容性和卓越的光物理特性使其成为生物医学领域不可替代的工具。本书详细论述了量子点在生物成像中的应用。与传统的有机染料相比，量子点具有极高的摩尔消光系数和抗光漂白能力，这意味着在进行长期或高分辨率的活细胞成像实验时，它们能提供更稳定、更亮的信号。通过表面修饰和功能化，可以实现对特定生物分子、细胞器或肿瘤标志物的靶向标记。 在生物传感方面，量子点能够作为高灵敏度的荧光探针。它们可以用于检测离子浓度、pH值变化、酶活性或特定蛋白质的存在。许多传感策略利用了量子点表面化学的敏感性，例如，通过猝灭（Quenching）或增强效应来监测目标分析物的结合事件。 此外，本书也展望了量子点在光动力疗法（PDT）中的新兴角色。通过设计能够有效产生单线态氧的量子点结构，可以利用光能激活这些纳米探针，从而选择性地破坏癌细胞，为癌症治疗开辟了一条精准的纳米医学路径。 结论 《量子点》汇集了从基础量子力学原理到复杂工程应用的跨学科知识。它不仅是对当前纳米光电和生物技术领域成就的总结，更是对未来基于纳米晶体工程的新一代功能材料和智能器件的展望。本书是所有致力于探索材料尺度与功能之间深刻联系的科研人员和工程师的宝贵资源。

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