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量子点的合成方法与展望

作者：杨芳淼

金哲明

孙可心

谭明月

来源：《科技创新与应用》

2016

年第

12

期

摘

要：半导体纳米颗粒的尺寸小于或接近体相材料的激子玻尔半径时被称为量子点

（

QDs

）。量子点的电子在各个方向上的运动都会受到限制，其电子能级也不连续，即量子限

域效应。量子点以其优异的物理、化学以及生物特性已成为广大科研人员研究的热点。不同合

成方法制备的量子点其特性也不同，导致其在不同领域的应用。文章介绍量子点的两种主要合

成方法及其改进过程。

关键词：量子点；有机合成；水相合成；荧光量子产率

        1 

概述

量子点是一种三个维度的尺寸都小于或接近物质体相的激子玻尔半径的准零维纳米材料，

由于其内部电子在各方向上的运动都受到限制，所以量子限域效应特别显著

[1]

。量子点在光

学领域应用优势之一是因为其本身有着很高的消光系数，作为一种零维度的材料，量子点的态

密度比体材料要高得多

[2

，

5

，

7]

。当半导体纳米微晶的尺寸与体相的激子玻尔半径在同一量

级时，其线性和非线性光学性质会表现出许多新异的物理和化学特性。量子点优异的光学性质

主要体现在它不仅具有优良的稳定性、激发光谱宽且呈连续分布，还因其具有较大的斯托克斯

位移值，使得避免激发光谱与发射光谱重叠，可以帮助更容易地区分和识别光谱。通过研究强

光与量子点的相互作用，可以获得相关物质的成分、微观结构、电子状态及跃迁的动力学过程

等重要信息，这些信息在不同程度上反映出物质在光学、化学、生物学等方面的性质

[4

，

5]

。

        2 

量子点的合成方法

量子点的制备主要分为通过超微细加工技术减小固体尺寸和通过化学反应控制合成新的小

维度分子。超微细加工量子点多涉及研磨、腐蚀、刻蚀等技术。按照所用溶剂的不同，目前量

子点的合成方法分为有机合成和水相合成，前者具有较高的荧光量子产率、较好的分散性和稳

定性，后者具有操作简单，试剂无毒等优异性。究其不足，有机合成方法制备量子点存在实验

成本高、合成试剂毒性强，实验操作安全性差等特点。而水相合成方法制备量子点，其发光性

能较差，且量子点的荧光量子产率低。

        2.1 

量子点的有机合成

有机合成方法制备量子点主要采用有机金属法，即在高沸点的有机溶剂中通过前驱体热解

使前驱体在高温下迅速热解成核，再由晶核缓慢生长成为量子点

[10-12]

。在此过程中，需要配

体的吸附作用来阻滞晶核生长，并帮助量子点稳定存在于溶剂中。常见的前驱体多为烷基金属