จุดควอนตัม(QD) หมายถึงอนุภาคนาโนของเซมิคอนดักเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่ารัศมี Bohr ของ exciton และแสดงผลการจำกัดควอนตัม เนื่องจากผลกระทบจากการจำกัดควอนตัม การเปล่งแสงเรืองแสงของจุดควอนตัมจึงสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางและองค์ประกอบทางเคมี เมื่อผสมกับพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ จึงสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางแสงและโฟโตเคมีของพวกมันได้ จุดควอนตัมแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบโลหะหนัก แม้ว่าประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น การสร้างภาพทางชีวภาพ เคมีไฟฟ้า และการแปลงพลังงาน องค์ประกอบของโลหะหนักสามารถก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและส่งผลต่อสุขภาพของสิ่งมีชีวิตได้
จุดควอนตัมคาร์บอน (CQD)โดยทั่วไปหมายถึงวัสดุนาโนคาร์บอนทรงกลม monodisperse ที่มีขนาดน้อยกว่า 10 นาโนเมตร ประกอบด้วยแกนคาร์บอน sp2/sp3 และกลุ่มฟังก์ชันออกซิเจน/ไนโตรเจนภายนอก มีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมคล้ายกับจุดควอนตัมเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิม แต่สามารถเอาชนะข้อบกพร่องด้านความเป็นพิษสูงและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ไม่ดีได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีแหล่งที่มาหลากหลาย สังเคราะห์ได้ง่าย และใช้งานได้ง่าย ทำให้เป็นวัสดุทดแทนในอุดมคติสำหรับควอนตัมดอทเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิม
โครงสร้างทางเคมี
จุดควอนตัมคาร์บอนมักเป็นอนุภาคทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10 นาโนเมตร ประกอบด้วยกระจุกคาร์บอน sp2/sp3 ที่มีโครงสร้างอสัณฐานหรือนาโนคริสตัลไลน์ การวิจัยพบว่าโครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของจุดควอนตัมคาร์บอนสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยการทำให้เกิดข้อบกพร่องที่พื้นผิวต่างๆ การเติมด้วยเฮเทอโรอะตอม และกลุ่มการทำงาน
สมบัติทางแสงของจุดควอนตัมคาร์บอน
จุดควอนตัมคาร์บอนมีคุณสมบัติทางแสงที่ดีเยี่ยมหลายประการ เช่น การดูดกลืนแสง การเรืองแสงด้วยแสง เคมีเรืองแสง และอิเล็กโตรเคมีเรืองแสง คุณสมบัติทางแสงเหล่านี้เป็นรากฐานสำหรับการประยุกต์ใช้จุดควอนตัมคาร์บอนในหลายสาขา
การดูดกลืนแสง
การเปลี่ยนผ่าน π - π * ของพันธะ C=C ช่วยให้จุดควอนตัมคาร์บอนมีการดูดกลืนแสงที่รุนแรงในบริเวณอัลตราไวโอเลต และสามารถขยายไปยังบริเวณแสงที่มองเห็นได้ จุดควอนตัมคาร์บอนบางจุดจะเกิดการเปลี่ยนแปลง n - π * ที่พันธะ C=O สเปกตรัมการดูดกลืนแสงสามารถปรับได้โดยการแนะนำกลุ่มฟังก์ชันและการทู่ของพื้นผิว
แสงเรืองแสง
ผลกระทบทางควอนตัมของจุดควอนตัมคาร์บอนที่มีขนาดต่างกันนั้นเกิดจากการดักจับการปล่อยก๊าซที่แตกต่างกันบนพื้นผิว และการสร้างฟิล์มทู่ที่พื้นผิวอย่างมีประสิทธิภาพเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับจุดควอนตัมคาร์บอนที่จะมีโฟโตลูมิเนสเซนซ์ที่แข็งแกร่ง การสร้างฟิล์มทู่ที่พื้นผิวที่แตกต่างกันสามารถให้ประสิทธิภาพการเรืองแสงตามที่ต้องการได้ นอกจากนี้ การเรืองแสงด้วยแสงของจุดควอนตัมคาร์บอนยังขึ้นอยู่กับ pH อีกด้วย
การเรืองแสงที่เพิ่มขึ้น
การเรืองแสงแบบแปรเปลี่ยน (UCPL) หมายถึงปรากฏการณ์ทางแสงซึ่งสารดูดซับโฟตอนตั้งแต่สองตัวขึ้นไปพร้อมกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมานั้นน้อยกว่าความยาวคลื่นการกระตุ้น (การแผ่รังสีแบบต้านสโตกส์) การวิจัยชี้ให้เห็นว่าการเรืองแสงแบบพลิกกลับมีต้นกำเนิดจากการเปลี่ยนจากออร์บิทัล π พลังงานสูงไปเป็น σ การคลายตัวของอิเล็กตรอนในวงโคจร อาจเกิดจากการรั่วไหลจากส่วนการเลี้ยวเบนทุติยภูมิของโมโนโครมาเตอร์ในสเปกโตรมิเตอร์เรืองแสง
เคมีเรืองแสง
จุดควอนตัมคาร์บอนแสดงคุณสมบัติทางเคมี (CL) เมื่ออยู่ร่วมกับ MnO4- หรือ Ce4+ ความบังเอิญของการแผ่รังสีที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่เกิดจากการรีดิวซ์ทางเคมีและรูที่เกิดจากการกระตุ้นด้วยความร้อน เชื่อกันว่าเป็นสาเหตุของการเกิดเคมีเรืองแสง
ไฟฟ้าเคมีเรืองแสง
จุดควอนตัมคาร์บอนแสดงคุณสมบัติของอิเล็กโทรเคมิลูมิเนสเซนซ์ (ECL) ภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้า การถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่เกิดจากสถานะรีดักชันออกซิเดชันของจุดควอนตัมคาร์บอนจะทำลายล้าง สร้างสถานะตื่นเต้น ซึ่งสร้างสัญญาณไฟฟ้าเคมีเรืองแสงในระหว่างกระบวนการผ่อนคลายเพื่อกลับสู่สถานะพื้น
ประสิทธิภาพการถ่ายโอนทางอิเล็กทรอนิกส์
สถานะที่ตื่นเต้นและปรากฏการณ์ชั่วคราวที่เกี่ยวข้องของจุดควอนตัมคาร์บอนเกี่ยวข้องกับการเปล่งแสงเรืองแสงและกระบวนการรีดอกซ์ ประสิทธิภาพของการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่เกิดจากภาพถ่าย (PET) เป็นรากฐานสำหรับการแปลงพลังงานและการประยุกต์ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของจุดควอนตัมคาร์บอน การวิจัยพบว่าประสิทธิภาพการถ่ายโอนอิเล็กตรอนของจุดควอนตัมคาร์บอนส่วนใหญ่ได้รับอิทธิพลจากการเติมนิวเคลียสของคาร์บอน หมู่ฟังก์ชัน และเฮเทอโรอะตอม
ประสิทธิภาพทางชีวภาพ
จุดควอนตัมคาร์บอนมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูงกว่าวัสดุนาโนอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าจุดควอนตัมคาร์บอนบริสุทธิ์และจุดควอนตัมคาร์บอนที่ผ่านการพาสซีฟที่พื้นผิวส่วนใหญ่ไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ที่มีนัยสำคัญ ในบางกรณี การสร้างฟิล์มทู่และฟังก์ชันการทำงานอาจทำให้ความเป็นพิษทางชีวภาพของจุดควอนตัมคาร์บอนลดลง
SAT NANO เป็นซัพพลายเออร์สำหรับจุดควอนตัมคาร์บอนในประเทศจีน เราสามารถนำเสนอเรืองแสงสีน้ำเงินและสีเขียวได้ หากคุณมีข้อสนใจใดๆ โปรดติดต่อเราที่ admin@satnano.com
