Ⅱ-Ⅵ族CdSe/ZnS(核/壳)量子点的光谱吸收截面和辐射截面

摘要

近年来,半导体纳米晶体(量子点)得到迅速发展。由于量子点(如Ⅱ-Ⅵ,Ⅲ-Ⅳ,Ⅳ-Ⅵ族元素)独特的光学性质,不同尺寸的量子点表现出不同的光学性质,从而引起人们极大的关注。量子点及其在光放大、生命科学和照明等领域的应用己成为当前的研究热点。
　　 本文的主要内容包括如下几点:
　　 (1)概述了量子点材料的发展简史和应用,其中包括量子点材料、结构的选择,其在生命医学领域的应用拓展,以及它的光学特性。另外介绍了量子点在光纤放大器和激光器领域研究的前景。
　　 (2)CdSe/ZnS半导体量子点的辐射谱位于可见波段(465～640nm),是用作光纤掺杂的白光激光器和光放大器的理想元素。介绍了CdSe/ZnS量子点的光谱特性及表征方法,并简单介绍了CdSe/ZnS量子点的两种常用制备方法,一种是有机金属合成法,另一种是应变自组装法。
　　 (3)比较了双光子吸收和分光光度法等几种测量材料吸收截面的方法,并选定了分光光度法来确定量子点的峰值吸收截面。实际估算了给定尺寸的CdSe/ZnS量子点的吸收截面峰值和辐射截面峰值。
　　 (4)提出了一种确定量子点吸收和辐射截面的简单、准确的方法。该方法根据Lambert-Beer定律,通过测量量子点的吸收谱确定吸收截面。然后,通过测量辐射光谱,并与吸收谱作归一化处理,根据McCumber理论来确定辐射截面。实际计算了辐射峰分别位于530nm和615nm的两种尺寸CdSe/ZnS量子点的吸收和辐射截面随波长的变化。这些光谱截面数据对CdSe/ZnS掺杂的光纤放大器和光纤激光器有重要的意义。