量子限制效应_量子限制效应和态密度

量子点的量子点的物理效应

量子点独特的性质基于它自身的量子效应，当颗粒尺寸进入纳米量级时，尺寸限域将引起尺寸效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应和表面效应，从而派生出纳米体系具有常观体系和微观体系不同的低维物性，展现出许多不同于宏观体材料的物理化学性质，在非线形光学、磁介质、催化、医药及功能材料等方面具有极为广阔的应用前景，同时将对生命科学和信息技术的持续发展以及物质领域的基础研究发生深刻的影响。 很多现代发光材料和器件都由半导体量子结构所构成，材料形成的量子点尺寸都与过去常用的染料分子的尺寸接近，因而象荧光染料一样对生物医学研究有很大用途。从生物体系的发光标记物的差别上讲，量子点由于量子力学的奇妙规则而具有显著的尺寸效应，基本上高于特定域值的光都可吸收，而一个有机染料分子只有在吸收合适能量的光子后才能从基态升到较高的激发态，所用的光必须是精确的波长或颜色，这明显与半导体体相材料不同，而量子点要吸收所有高于其带隙能量的光子，但所发射的光波长（即颜色）又非常具有尺寸依赖性。所以，单一种类的纳米半导体材料就能够按尺寸变化产生一个发光波长不同的、颜色分明的标记物家族，这是染料分子根本无法实现的。

量子限制效应_量子限制效应和态密度

量子限制效应能否通俗解释下？

受限制说的是有个箱子，如果有一边特别窄，那么箱子里的东西在这个方向上运动就局限在很小的范围。然后可以类比驻波，只有特定的波长可以存在，对应特定的能量，这就是分立的能谱。

关于能带解释起来比较复杂，可以百度。。

什么叫做量子点？

量子点的定义：

量子点是一种纳米材料，广义的纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。按维数，纳米材料的基本单元可分为三类：

不同维度材料 （a）三维体材料（b）二维量子阱材料

（1）当材料的尺寸在一个维度方向上与电子的德布罗意波长相比拟时，该材料被称为一维受限的量子阱材料。量子阱材料的特点是电子能量在二维空间是连续的，其典型代表是超晶格量子阱材料

（2）当材料在两个维度方向上的尺寸与电子的德布罗意波长相比拟时称为量子线(图 1- lc)，其典型的代表是碳纳米管。

（3）当半导体材料从体相逐渐减小至一定尺寸以后，材料的特征尺寸在三个维度上都与电子的德布罗意波长或电子平均自由程相比拟或更小时，电子在材料中的运动受到了三维限制，也就是说电子的能量在三个维度上都是量子化的，称这种电子在三个维度上都受限制的材料为量子点。

由于载流子(电子、空穴)在量子点材料中的运动受限(类似于在小箱中运动的粒子)，导致动能的增加，相应的电子结构也从体相连续的能带结构变成类原子的分立的能级结构。通过控制量子点的尺寸可以调节其能隙的大小，这使得半导体量子点材料己成为当今能带工程的一个重要组成部分。

波长不稳定。蓝光是由多量子阱区内极化效应引起的量子限制斯塔克效应造成的，其波长具有一定的稳定性，当其出现不稳定情况时，就会导致其出现漂移现象，可以通过弱化磁场稳定波长，以减少该情况的出现。

量子限制效应（quantumconfinementeffect） 微结构材料三维尺度中至少有一个维度与电子德布罗意（deBroglie）波长相当，因此电子在此维度中的运动受到限制，电子态呈量子化分布，连续的能带将分解为离散的能级，即形成分立的能级和驻波形式的波函数。当能级间距大于某些特征能量（如热运动量KB；塞曼能hω，超导能隙Δ等）时，系统将表现出和大块样品不同的甚至是特有的性质，例如超晶格中由于能级离散引起的带隙展宽及吸收边的蓝移。

什么是量子限制斯塔克效应

在电场作用下，量子阱中电子、空穴波函数的空间 分布和交叠状况发生改变，导致带间跃迁的能量和跃迁 概率改变。由于势垒的限制作用，量子阱中的二维激子 即使在较高的纵向电场作用下仍不发生电离，可以观察到激子吸收边的移动和吸收强度的明显变化。这种电场效应称为量子限制的斯塔克效应。

欲从头了解 见参考资料

什么是量子效应？这得从一些基本概念说起。原子模型与量子力学已经用能级的概念进行了合理的解释，由无数原子构成固体时，单独原子的能极就并合成能带，由于电子数目很多，能带中能极的间距很小，因此可看做是连续的。从能带理论出发，物理学家成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系和区别，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能极，能极间的间距随颗粒尺寸减少而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能极间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，这就是所谓的“量子效应”。

例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，磁距的大小与颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子效应的宏观表现。