量子點：

（Quantum dot，QD）又稱半導(dǎo)體納米晶，是導(dǎo)帶電子、價帶空穴及激子在三個空間方向上受束縛的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)，其三維尺寸通常在2-10nm范圍內(nèi)，呈近似球形，市場上使用的量子點材料多為核殼結(jié)構(gòu)。

量子點材料：

分為元素半導(dǎo)體量子點、化合物半導(dǎo)體量子點、異質(zhì)結(jié)量子點，常見的量子點由IV A、ⅡB-ⅥA、ⅢA-ⅤA或者ⅣA-ⅥA, 族元素組成，如Si,Ge,CdSe,CdTe, CdS, ZnSe,ZnS,InP,InAs,PbS, PbSe 等半導(dǎo)體材料。

量子點發(fā)光原理

量子點能把電子鎖定在非常微小的三維空間內(nèi)，電子運動受到限制，對其施加一定的電場或光照會發(fā)出特定頻率的光，發(fā)光頻率隨著顆粒尺寸的改變而變化，通過調(diào)節(jié)量子點的尺寸可以控制其發(fā)光的顏色。

Figure 1不同尺寸CdSe量子點在光照射下的顏色及吸收和發(fā)射光譜

量子點背光源技術(shù)（QD LCD）：

是一種光致發(fā)光技術(shù)，利用量子點的發(fā)光特性，通過綠色、紅色量子點將藍(lán)色LED光轉(zhuǎn)化為高飽和度的綠光和紅光，并同其余未被轉(zhuǎn)換的藍(lán)光混合得到白光等各種顏色，在屏幕上顯示寬廣色域的顏色。

量子點發(fā)光二極管顯示技術(shù)（QLED）

QLED全稱是 Quantum Dot light Emitting Diode ，即量子點發(fā)光二極管，又名量子屏顯示技術(shù)，其原理是是將量子點層臵于電子傳輸和空穴傳輸有機材料層之間，外加電場使電子和空穴移動到量子點層中，電子和空穴在這里被捕獲到量子點層并且重組，從而發(fā)射光子。通過將紅色量子點、綠色量子點和藍(lán)光熒光體封裝在一個二極管內(nèi)，實現(xiàn)直接發(fā)射出白光。

量子點的光學(xué)特性

激發(fā)光譜寬：應(yīng)用單一波長的激發(fā)光可激發(fā)多種量子點，使量子點達(dá)到激發(fā)態(tài)的光譜范圍較寬，傳統(tǒng)有機染料熒光分子激光譜較窄，須用合適能量的光來激發(fā)。

發(fā)射光譜窄：量子點發(fā)射光譜范圍較窄且對稱，不易重疊，可以使用小于其發(fā)射波長10nm的任意波長的光進(jìn)行激發(fā)

發(fā)射波長可調(diào)：

熒光效率高、穩(wěn)定、壽命長：熒光強度高，穩(wěn)定性好，抗漂白能力強，可經(jīng)受反復(fù)多次激發(fā)而不易發(fā)生熒光猝滅?？梢詫?biāo)記的物體進(jìn)行長時間的觀察，可用于研究細(xì)胞中生物分子之間長期相互作用。

生物兼容性好：經(jīng)過各種化學(xué)修飾之后可以進(jìn)行特異性連接，對生物大分子標(biāo)本的活性無傷害。

應(yīng)用

生物醫(yī)學(xué)：量子點檢測試劑通過結(jié)合抗原抗體反應(yīng)的特異性與量子點熒光的敏感性，可以對抗體或抗原進(jìn)行定性、定位或定量檢測，提供改進(jìn)的體內(nèi)和體外生物學(xué)成像。

熒光標(biāo)記（熒光探針）

活體/細(xì)胞成像：追蹤藥物的療效，實時監(jiān)測藥物的作用機制，病理組織標(biāo)本的檢測以及疾病的診斷, 多種抗原的同時檢測, 簡化檢測過程,縮短檢測時間

新能源：

太陽能電池：量子點作為窄帶隙材料，可大幅提高光能利用率，增加太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。

光催化：

光電顯示：

量子點器件

量子點顯示（QD、LCD，QLED）

光譜儀用于量子點發(fā)光表征

紫外可見吸收譜

光致發(fā)光譜（PL）

光致發(fā)光量子產(chǎn)率（QY）

電致發(fā)光譜（EL）

輻照度/亮度/色度

電致發(fā)光量子效率(EQE)

海洋方案

紫外-可見吸收譜

配置：

光譜儀(FLAME,MAYA,QE 系列等）

氘鹵燈光源（DH系列，DT-MINI）

比色皿支架（CUV-UV,CUV-ALL-UV）

光纖（QP400-025-SR）

軟件（OCEANVIEW）

光致發(fā)光譜（PL譜）

指物質(zhì)在光的激勵下，電子從價帶躍遷至導(dǎo)帶并在價帶留下空穴；電子和空穴在各自的導(dǎo)帶和價帶中通過弛豫達(dá)到各自未被占據(jù)的低激發(fā)態(tài)（在本征半導(dǎo)體中即導(dǎo)帶底和價帶頂），成為準(zhǔn)平衡態(tài)；準(zhǔn)平衡態(tài)下的電子和空穴再通過復(fù)合發(fā)光，形成不同波長光的強度或能量分布的光譜圖。光致發(fā)光過程包括熒光發(fā)光和磷光發(fā)光。

配置：

光譜儀(FLAME,MAYA,QE, NIRQUEST系列）

單色光源（LED ,Laser, 氙燈+單色儀 ）

比色皿支架（CUV-ALL-UV）

濾光片（LFV長通/低通濾光片）

光纖（QP400-025-SR）

軟件（OCEANVIEW）

光致發(fā)光量子產(chǎn)率（QY） 

用于表證樣品的發(fā)光效率，即測量樣品有效利用吸收光的效率，數(shù)學(xué)上表示為發(fā)射光子數(shù)和吸收光子數(shù)的比值。

測量樣品的量子產(chǎn)率有兩種方法：

相對量子產(chǎn)率測量：需要一種已知量子產(chǎn)率的標(biāo)準(zhǔn)品作為參照，通過對標(biāo)準(zhǔn)物和樣品進(jìn)行吸光度和熒光的測量換算得到樣品的量子產(chǎn)率。只適用于液體樣品。

量子產(chǎn)率測量：不需要 標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行對比，廣泛適用于液體、薄膜和粉末樣品。在進(jìn)行測量時需要積分球附件；積分球內(nèi)表面涂層一般是高反射性材料，比如硫酸鋇和聚四氟乙烯。樣品表面各個方向的激發(fā)光或者是發(fā)射光進(jìn)行積分球均勻化后從出射口出來，并進(jìn)入到單色器中后被檢測器檢測到。

配置：

光譜儀(FLAME,MAYA,QE, NIRQUEST系列）

單色光源（LED ,Laser, XE+單色儀 ）

比色皿支架（CUV-ALL-UV）

濾光片（LFV長通/低通濾光片）

光纖（QP400-025-SR）

軟件（OCEANVIEW）

電致發(fā)光譜（量子點器件EL譜）

配置：

光譜儀(FLAME,MAYA,QE系列）

積分球/CC-3（FOIS-1/大積分球）

光纖（QP系列）

標(biāo)準(zhǔn)光源（HL-3P-INT-CAL/大積分球）

源表（Keithley）

EL/PL量子點器件輻照度/亮度，色度[2]

檢測參數(shù)：

色坐標(biāo)：CIE XYZ,L*a*b*,xyz, uv, u'v w

色溫CCT 顯色指數(shù)CRI

光度量（Lum, Lux, Candela）

亮度

光功率

配置同EL PL

電致發(fā)光量子效率

配置：

QEPRO光譜儀,積分球，

Keithley 源表，

LED光源/HPX2000-HP+MONOSCAN單色儀，

光纖

量子效率專用軟件

海洋方案優(yōu)勢：

設(shè)備操作簡單，無需經(jīng)常校準(zhǔn)

微型光譜儀體積小巧，易于搬運

測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)原位測試，測試時樣品無需取出手套箱

解決方案完善，可提供參考方案：

可參考文獻(xiàn)：

[1] Dai X, Zhang Z, Jin Y, et al. Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots[J]. Nature, 2015, 515(7525):96-99.

[2] Sun, C. , Zhang, Y. , Ruan, C. , Yin, C. , Wang, X. , Wang, Y. and Yu, W. W. (2016), Efficient and Stable White LEDs with Silica‐Coated Inorganic Perovskite Quantum Dots. Adv. Mater., 28: 10088-10094. doi:10.1002/adma.201603081

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