量子點,量子點的物理性質(zhì)，量子效應(yīng)，分類，應(yīng)用
當構(gòu)成固體的微粒小到一定程度時，電子局限在納米空間，電子輸運受到限制，電子平均自由程很短，電子的局域性和相干性增強，引起量子限域效應(yīng)，電子被“鎖”在納米導(dǎo)電區(qū)域，納米導(dǎo)電區(qū)域之間形成薄薄的量子墊壘，當電壓很低時，電子被限制在納米尺度范圍運動，升高電壓可以使電子越過納米勢壘形成費米電子海，使體系變?yōu)閷?dǎo)電．電子從一個量子阱穿越量子墊壘進人另一個量子阱就出現(xiàn)了量子隧道效應(yīng)，在單電子晶體管只要控制單個電子的運動，就可以觀測到單電子隧道效應(yīng)，即可實現(xiàn)讀寫功能，其響應(yīng)速度可提高10~3量級。
微粒尺寸越小，表面原子所占的比例越大，因而其表面活性很高。表面原子的活性不但引起納米粒子表面原子輸運和結(jié)構(gòu)型的變化，同時也引起表面電子自旋構(gòu)象和電子能譜的變化。表面缺陷導(dǎo)致陷阱電子或空穴，它們反過來會影響量子點的發(fā)光性質(zhì)、引起非線性光學效應(yīng)。金屬體材料通過光反射而呈現(xiàn)出各種特征顏色，由于表面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)使納米金屬顆粒對光反射系數(shù)顯著下降，通常低于1%，因而納米金屬顆粒一般呈黑色，粒徑越小，顏色越深，即納米顆粒的光吸收能力越強，呈現(xiàn)出寬頻帶強吸收譜。
量子點獨特的性質(zhì)基于它自身的量子效應(yīng)，當顆粒尺寸進入納米量級時，尺寸限域?qū)⒁鸪叽缧?yīng)、量子限域效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和表面效應(yīng)，從而派生出納米體系具有常觀體系和微觀體系不同的低維物性，展現(xiàn)出許多不同于宏觀體材料的物理化學性質(zhì)，在非線形光學、磁介質(zhì)、催化、醫(yī)藥及功能材料等方面具有極為廣闊的應(yīng)用前景，同時將對生命科學和信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及物質(zhì)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究發(fā)生深刻的影響。
1 表面效應(yīng)
表面效應(yīng)是指隨著量子點的粒徑減小，大部分原子位于量子點的表面，量子點的比表面積隨粒徑減小而增大。由于納米顆粒大的比表面積，表面相原子數(shù)的增多，導(dǎo)致了表面原子的配位不足、不飽和鍵和懸鍵增多．使這些表面原子具有高的活性，極不穩(wěn)定，很容易與其它原子結(jié)合。這種表面效應(yīng)將引起納米粒子大的表面能和高的活性。表面原子的活性不但引起納米粒子表面原子輸運和結(jié)構(gòu)型的變化，同時也引起表面電子自旋構(gòu)象和電子能譜的變化。表面缺陷導(dǎo)致陷阱電子或空穴，它們反過來會影響量子點的發(fā)光性質(zhì)、引起非線性光學效應(yīng)。金屬體材料通過光反射而呈現(xiàn)出各種特征顏色，由于表面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)使納米金屬顆粒對光反射系數(shù)顯著下降，通常低于 ，因而1%納米金屬顆粒一般呈黑色，粒徑越小，顏色越深，即納米顆粒的光吸收能力越強，呈現(xiàn)出寬頻帶強吸收譜。
2 量子限域效應(yīng)
