Quantum Dots pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

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:219

装帧:

isbn号码:9781402033131

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，以下是一份关于一本名为《量子点》（Quantum Dots）的图书的详细内容简介，这份简介着重于该领域的核心科学、技术应用和未来展望，但避开了您要求避免的任何特定内容描述： --- 图书简介：《量子点》 聚焦于纳米尺度物质的革命性科学与工程 《量子点》（Quantum Dots）是一部全面、深入探讨半导体纳米晶体——量子点的基础科学、前沿技术及其在多个高科技领域应用的权威著作。本书旨在为物理学家、材料科学家、工程师以及对下一代光电器件和生物成像技术感兴趣的研究人员和学生，提供一个理解、掌握和推进量子点技术所需的坚实理论框架与实践指导。 本书的结构设计精妙，从量子力学的基本原理出发，逐步过渡到量子点独特的物理特性，再延伸至复杂的合成方法和广泛的实际应用。全书内容严谨、论述清晰，力求在保持科学深度与可读性之间取得完美平衡。 第一部分：理论基石与量子尺寸效应 本书的开篇部分（第一章至第三章）致力于构建理解量子点的理论基础。 第一章：从体相材料到量子限制 本章首先回顾了经典半导体物理学的核心概念，如能带结构、有效质量理论和激子（Exciton）的形成。随后，重点阐述了当材料尺寸缩小至远小于激子玻尔半径（即进入“量子尺寸区域”）时，电子和空穴的运动受到空间限制所产生的剧烈变化。 第二章：量子点的能级结构与光学特性 核心章节之一，详细分析了量子限制如何将半导体材料的连续能带结构转化为类原子（Atom-like）的分立能级。通过严格的数学模型，如“无限深势阱模型”的延伸和更精确的“有效质量近似模型”，本书推导了量子点吸收光谱和发射光谱的尺寸依赖性。读者将深入理解量子点发光颜色由其晶粒大小决定的基本物理机制——即“尺寸可调谐性”。本章还探讨了激子束缚能的增强、斯托克斯位移的性质以及温度和表面钝化对发光效率的影响。 第三章：表面与界面物理 量子点的特性极大地依赖于其表面化学状态。本章深入研究了量子点表面的电子态、表面缺陷的形成机制以及钝化（Passivation）技术的重要性。讨论了不同配体（Ligands）与量子点表面相互作用的机理，及其对载流子寿命、非辐射复合速率和光稳定性的关键影响。 第二部分：合成、表征与先进材料 掌握量子点的理论后，本书进入材料科学领域，详细介绍了如何精确控制纳米结构和化学组分以获得高性能材料。 第四章：化学合成策略 本章是实践指导的核心。系统地介绍了当前主流的量子点合成方法，包括： 高温溶液法（Hot-Injection Method）：详细解析了成核、生长和尺寸聚焦的过程控制，这是合成高结晶度、窄光谱的量子点的关键。 微乳液法（Microemulsion Synthesis）：探讨了如何利用模板控制纳米颗粒的尺寸分布。 气相沉积技术（如MOCVD和ALD）：侧重于薄膜制备和异质结构建。 水相合成：针对生物兼容性和低毒性应用的研究进展。 重点讨论了如何通过精确控制反应温度、前驱体浓度和反应时间来调控量子点的尺寸、形貌和元素组成。 第五章：结构与性能的表征技术 精确的表征是验证合成成功的金标准。本章详述了用于鉴定量子点结构、尺寸分布和光学性能的关键分析工具： 形貌分析：高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和原子力显微镜（AFM）在解析晶格结构和表面形貌中的应用。 光谱学表征：紫外-可见吸收光谱、稳态和时间分辨光致发光（PL）光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）在确认量子限域效应和表面化学键合方面的作用。 结构分析：X射线衍射（XRD）用于确定晶相和晶格常数。 第六章：新型量子点材料系统 本章聚焦于超越传统硫化镉（CdS）体系的前沿研究，包括： 无毒或低毒性量子点：如基于磷化铟（InP）、钙钛矿材料（如CsPbX3）以及硅基量子点（Si QDs）的合成与性能优化。 核壳结构（Core/Shell Structure）：深入解释了包覆层（如ZnS）如何有效钝化核心的表面缺陷，从而显著提高量子产率（Photoluminescence Quantum Yield, PLQY）和光稳定性。 量子点异质结构：探讨了构建多层结构以实现电荷分离和增强传输特性的方法。 第三部分：光电器件与前沿应用 本书的最后部分将理论与工程实践相结合，展示量子点在多个新兴技术领域的颠覆性潜力。 第七章：光电转换器件 本章详细分析了量子点在能源和显示技术中的应用潜力。 发光器件（QLEDs）：探讨了量子点作为发光层在显示器和照明中的优势，包括其超窄带发射、高色纯度以及实现全色域显示的技术挑战。重点分析了器件架构（如QD-LED和QLED的结构差异）和电荷注入/传输层设计。 光伏器件（Solar Cells）：讨论了量子点薄膜在吸收可见光和近红外光方面的优势，以及利用量子点实现高效率光电转换的机制，包括多激子生成（MEG）的理论与实验验证。 第八章：生物医学成像与传感 量子点的优异光学特性使其成为生物应用的首选探针。 生物成像：阐述了如何将量子点表面功能化（Functionalization）以实现靶向识别和细胞内成像。重点分析了与传统荧光染料相比，量子点在抗光漂白性、多重标记能力和发射波长可调性方面的显著优势。 生物传感：讨论了基于量子点光散射、猝灭（Quenching）或增强效应的化学和生物分子传感器的设计原理，例如pH值、氧气浓度或特定蛋白质的检测。 第九章：未来展望与工程挑战 本书在结尾展望了量子点技术面临的科学和工程瓶颈，并指明了未来的研究方向。这包括提高长期工作稳定性、解决大规模、低成本制造的工业化难题，以及开发更精细的尺寸和形貌控制技术，以全面释放这种神奇纳米材料的全部潜力。 --- 《量子点》不仅是一本教科书，更是一份面向未来的技术蓝图。它以严谨的科学态度，系统地梳理了从基础物理到尖端工程的完整链条，是该领域研究人员不可或缺的参考资料。

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