纳米粒子和量子点的区别是什么?

纳米粒子和量子点的区别是什么?,第1张

一、指代不同

1、纳米粒子:是指粒度在1—100nm之间的粒子(纳米粒子又称超细微粒)。属于胶体粒子大小的范畴。

2、量子点:是在把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。

二、特点不同

1、纳米粒子:处于原子簇和宏观物体之间的过度区,处于微观体系和宏观体系之间,是由数目不多的原子或分子组成的集团,因此既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统。

2、量子点:具有分离的量子化的能谱。所对应的波函数在空间上位于量子点中,但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的(1-100个)整数个的电子、电洞或电子电洞对,即其所带的电量是元电荷的整数。

三、应用不同

1、纳米粒子:用纳米粒子进行催化反应可以直接用纳米微粒如铂黑、银、氧化铝、氧化铁等在高分子聚合物氧化、还原及合成反应中做催化剂,可大大提高反应效率,利用纳米镍粉作为火箭固体燃料反应触媒,燃烧效率可提高100倍;催化反应还表现出选择性。

2、量子点: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,因而像荧光染料一样对生物医学研究有很大用途。

参考资料来源:百度百科-量子点

参考资料来源:百度百科-纳米粒子

量子点(quantumdots,QDs)是由有限数目的原子组成,三个维度尺寸均在纳米数量级。量子点一般为球形或类球形,是由半导体材料(通常由II B~ⅥB或IIIB~VB元素组成)制成的、稳定直径在2~20 nil2的纳米粒子。量子点是在纳米尺度上的原子和分子的集合体,既可由一种半导体材料组成,如由II.VI族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等)或III.V族元素(如InP、InAs等)组成,也可以由两种或两种以上的半导体材料组成。作为一种新颖的半导体纳米材料,量子点具有许多独特的纳米性质。

量子点是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。量子点,电子运动在三维空间都受到了限制,因此有时被称为“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子点原子”,是20世纪90年代提出来的一个新概念。 量子点是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。这种约束可以归结于静电势(由外部的电极,掺杂,应变,杂质产生),两种不同半导体材料的界面(例如:在自组量子点中),半导体的表面(例如:半导体纳米晶体),或者以上三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱。所对应的波函数在空间上位于量子点中,但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的(1-100个)整数个的电子、空穴或空穴电子对,即其所带的电量是元电荷的整数倍。所对应的波函数在空间上位于量子点中,但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的(1-100个)整数个的电子、空穴或空穴电子对,即其所带的电量是元电荷的整数倍。

光敏电阻又称光导管,它的工作原理是基于光电导效应:在无光照时,光敏电阻具有很高的阻值,在有光照时,当光子的能量大于材料禁带宽度,价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带,激发出可以导电的电子—空穴对,使电阻降低;光线愈强,激发出的电子—空穴对越多,电阻值越低;光照停止后,自由电子与空穴复合,导电性能下降,电阻恢复原值。光敏电阻几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,若在两端加一电压,则电路中的电流随光强弱而变化,这种现象在非接触式光电控制中十分有用。使用时既可加直流电压,也可加交流电压,光敏电阻的暗电阻一般为兆欧级,亮电阻在千欧以下。

图1为光敏电阻的原理结构。它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质,半导体的两端装有电极,金属电极与引出线端相连接,光敏电阻就通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响,在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜,漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。其时间常数一般在毫秒级,光敏电阻具有特性稳定、寿命长、价格低等优点。

图1

光敏电阻通常用在陶瓷或硅衬底上沉积一层半导体材料CdS或CdSe制成。外覆一层透明树脂构成光学透镜用于光的聚焦,CdS或CdSe半导体材料在无光照射状态下,自由载流子很少,当受光照射时,载流子增加,电阻减小。其值与所用材料和制作工艺等相关,伴随着电阻的改变,其光响应时间也会改变。光敏电阻对不同的光波长,其灵敏度也不同。CdS的峰值响应波长在600nm附近 ,CdSe的峰值响应波长在750nm附近。

光敏电阻的特性:

(1)光谱特性

光敏电阻对不同波长的光,光谱灵敏度不同,而且不同种类光敏电阻峰值波长也不同。光敏电阻的光谱灵敏度和峰值波长与所采用的材料、掺杂浓度有关。图2为硫化镉、硫化铅硫化铊光敏电阻的光谱特性曲线。由图可见,硫化镉光敏电阻可见光区域,接近人的视觉特性;而硫化铅在红外区域。

图2 光敏电阻的光谱灵敏度

(2)伏安特性

在一定照度下,光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系,称为伏安特性。硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线如图3所示,由曲线可知,在给定的偏压下,光照度越大,光电流也越大,在一定的光照度下,电压越大,光电流也越大,且没有饱和现象。但是不能无限制地提高电压,任何光敏电阻都有最大额定功率,最高工作电压和最大额定电流,超过最大工作电压和最大额定电流,都可能导致光敏电阻永久性损坏。耗散功率500mW

图3 光敏电阻的伏安特性

(3)响应时间和频率特性

在阶跃脉冲光照射下,光敏电阻的光电流要经历一段时间才达到最大饱和值,光照停止后,光电流也要经历一段时间才下降到零。这是光电导的弛豫现象,通常用响应时间来描述。响应时间又分为上升时间、和下降时间、,如图4所示。

图4 光敏电阻的响应时间

常用时间常数来描述响应时间的长短。光敏电阻的时间常数在数量级。实验表明:光敏电阻的响应时间与前历时间有关,在暗处防置时间越长,响应时间越长;响应时间也与照度有关,照度越大,响应时间越短。由于不同材料光敏电阻有不同的响应时间,因而它们的频率特性也不相同。图5表示不同材料光敏电阻的频率特性,即相对光谱灵敏度与照度调制频率的关系曲线。


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