量子点简介及其显示器件

Nanoworld:Introductionofluminescentsemiconductornanocrystals--quantumdots(QDs)2015.02.06YuanchengCao,[e-mail]华中科技大学博士学位答辩报告❀NameQuantumdot:semiconductornanocrystal;colloidalnanoparticle;semiconductornanocluster;artificialatom;……❀onorganisenanocrystalII-VI:CdSe,CdTe,CdS,ZnSeIII-V:InP,InAs❀FluorescentpropertyWhatitis?华中科技大学博士学位答辩报告Relationofcompenetsandemission华中科技大学博士学位答辩报告QDs/PSEncodingWhatitlookslike?HR-TEMimage华中科技大学博士学位答辩报告QDs/PSEncodingHowbigitis?QDProbeTEMimage华中科技大学博士学位答辩报告小鼠腹腔巨噬细胞吞噬量子点裸鼠注射大量剂水溶性量子点Isittoxic?华中科技大学博士学位答辩报告Whyfluorescent－QuantumconfinementeffectQuantumconfinementeffect:E(R)=Eg+h2π2/2μR2-1.8/εR△E＝E(R)-Eg=h2π2/2μR2-1.8/εR△E0,R(h2π2ε/3.6μ)1/3SizeDependentAbsorbanceandEmission00.20.40.60.811.21.41.61.82350450550650Wavelength(nm)(AU)2.2nmCdSe5.0nmCdSe华中科技大学博士学位答辩报告QDs/PSEncodingFluo.spectraMulti-colorQDsimageWhyitissoattractive?华中科技大学博士学位答辩报告Disadvantagesoforganicdyes+NNOTexasRedFluoresceinOOHOHOO00.20.40.60.810306090120150180Time(sec)IntensityPhotochemicalInstability00.20.40.60.81350400450500550600650wavelength(nm)RedtailNarrow“Broad”华中科技大学博士学位答辩报告Broadexcitation，narrowemissionQDandR6G400450500550600650700R6GQD/nm350400450500550600650QDR6G/nm华中科技大学博士学位答辩报告QDsemission400nmto2umEmissioncanbeadjustedbythesizeandcomponents华中科技大学博士学位答辩报告Sameexcitationdifferentemission华中科技大学博士学位答辩报告Surfacemodification华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告GFPandQDGoodphotostability华中科技大学博士学位答辩报告QD标记的稳定性确保对细胞的安全性，SanfordM.Simon,NatureBiotechnology,2003,21,48BiocompatibilityConjugatedQDskeepthesamefluo.abilityQDsconjugationdoesnotaffecttheligandsinteractions.QD＋HeLacell(A)andQD-transferor＋HeLacell(B)华中科技大学博士学位答辩报告图6：TheeffectsofincreasingtemperatureontherelativePLintensityofdifferentsizedCdTequantumdots:(a)3.5nm,(b)3.1nm,(c)2.8nm,and(d)denaturedovalbumin-QDs(3.5nm).图5：Spectraoftemperature-dependentCdTequantumdots(3.5nm).(a)Absorptionspectrumat280Kandphotoluminescencespectra(b→k)at:278K,283K,288K,293K,298K,303K,308K,313K,318K,323K.(λex=400nm).Talanta74(2008)724–729温度敏感性华中科技大学博士学位答辩报告红移：胶体性质聚集华中科技大学博士学位答辩报告FRET：能力共转移华中科技大学博士学位答辩报告光漂白华中科技大学博士学位答辩报告Howtomakeit?CoreNanocrystalInorganicShellCappingGroupOrganiccoatingFunctionalityCrosslinkerandBiomoleculeCoresynthesiscoatingSurfacemodification（油溶性QDs）华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告QDs复合材料•QDs-SiO2•QDs-TiO2•QDs-Fe3O4•QDs-Al（OH）3•。。。。。。华中科技大学博士学位答辩报告Howmuchisit?£300:10molar,0.1ml!-8MoreexpensivethanGOLD华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告❀Biomoleculerinteraction❀lifescienceincell❀multi-colorimagine❀tissuephoto-imagine❀CellorbeadlabelingIsituseful?华中科技大学博士学位答辩报告QDsinbiomedicalfields华中科技大学博士学位答辩报告量子点显示技术的应用三星开发业界首款全彩量子点显示屏2011/2iPhone6杀手功能曝光量子点屏幕技术2014/2亚马逊KindleFireHDX7英寸版本2014/2目前，量子点有英国、德国、美国的三家企业竞相开发技术和争夺市场。量子点材料产量排在第一位和第二位的德国Nanosys和美国QDVision的供货量加起来，2013年内共向几百万台电视机供应了量子点材料。索尼采用特丽魅技术的BRAVIA电视展示2013/6华中科技大学博士学位答辩报告Left：QDsdisplayRight：LEDdisplayQDs显示器的一般构件QDEF可取代LCD内部扩散膜的功能，以及将蓝光转换为绿光以及红光。（图片取自Nanosys）图4传统的白光LED显示器光谱（A）和QDs显示器光谱（B）的比较。华中科技大学博士学位答辩报告QDs显示器制备华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告QDsLED（QLED）华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告华中科技大学博士学位答辩报告QDs发光膜华中科技大学博士学位答辩报告UVlight华中科技大学博士学位答辩报告reference•PaulA.Alivisatos,Science1998,281,2013•ShumingNie,Science1998,281,2016•BenoitDubertret,Science,2002,298,1759•MariaE.Åkerman,PNAS,USA,2002,19,12617•ShumingNie,CurrentOpinioninBiotechnology,2002,13,40•XingyongWu,NatureBiotechnology,2003,21,41•SanfordM.Simon,NatureBiotechnology,2003,21,48•MatthewJ.Mauro,NatureMaterials,2003,2,630•CarolineSeydel,Science,2003,300,80•MaximeDahan,Science,2003,302,442.•WattW.Webb,Science,2003,300,1434•HongxiaXu,NucleicAcidsResearch,2003,31,e43•KimS,NatureBiotechnology,2004,22,93•MichaelJ.Levene,JournalofNeurophysiology2004,91,1908•MichaletX,Science,2005,307,538•IgorL.Medintz,NatureMaterials,2005,4,435•Chun-yangZhang,NatureMaterials,2005,4,826•Chun-yangZhang,J.Am.Chem.Soc.2006,128,5324华中科技大学博士学位答辩报告Thanks！