量子点简介及其显示器件

Inorganic Shell
Surface modification
Capping Group
Organic coating
Functionality
coating
Crosslinker and Biomolecule
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QDs复合材料
• • • • • QDs-SiO2 QDs-TiO2 QDs-Fe3O4 QDs-Al（OH）3
❀Fluorescent property
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Relation of compenets and emission
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What it looks like?
QDs /PS Encoding
HR-TEM image
华中科技大学博士学位答辩报告 How big it is?
Nanoworld:
Introduction of luminescent semiconductor nanocrystals-- quantum dots (QDs)
Yuancheng Cao, Dr.
yuancheng.cao@jhun.edu.cn
2015.02.06
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图6： The effects of increasing temperature on the relative PL intensity ofdifferent sized CdTe quantum dots: (a) 3.5 nm, (b) 3.1 nm, (c) 2.8 nm, and (d)denatured ovalbumin-QDs (3.5 nm).
Fluorescein
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Broad excitation，narrow emission
R6G QD
R6G QD
350
400
450
500
/nm
550
600
650
400
Biblioteka Baidu
450
500
550
/nm
600
650
700
QD and R6G
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Emission can be adjusted by the size and components
5.0 nm CdSe
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 350
(AU)
2.2 nm CdSe
450
550
650
Wavelength (nm)
Quantum confinement effect: E(R)= Eg+h2π2 /2μR2-1.8/εR △E＝E(R)-Eg= h2π2 /2μR2-1.8/εR △E >0, R<(h2π2ε/3.6μ)1/3
Intensity
0.6 0.4 0.2 0 0 30 60 90 120 150 180
Narrow
“Broad”
Red tail
400
450
500
550
600
650
Time (sec)
Photochemical Instability
wavelength (nm)
N
O
+ N
HO
O
O
O OH
Texas Red
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QDs显示器的一般构件
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。
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）
Left ：QDs display
Right：LED display
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QDs conjugation does not affect the ligands interactions . QD＋HeLa cell (A) and QD-transferor＋HeLa cell (B)
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温度敏感性
图5：Spectra of temperature-dependent CdTe quantum dots (3.5 nm). (a)Absorption spectrum at 280 K and photoluminescence spectra (b → k) at: 278 K,283 K, 288 K, 293 K, 298 K, 303 K, 308 K, 313 K, 318 K, 323 K. (λex= 400 nm).
TEM image
QD Probe
QDs /PS Encoding
Is it toxic?
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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
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Why fluorescent－
Quantum confinement effect
Size Dependent Absorbance and Emission
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Thanks！
QDs 显示器制备
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华中科技大学博士学位答辩报告 QDs LED（QLED）
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华中科技大学博士学位答辩报告 QDs 发光膜
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Why it is so attractive?
QDs /PS Encoding
Fluo. spectra Multi-color QDs image
Disadvantages of organic dyes 华中科技大学博士学位答辩报告
1 0.8
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 350
QDs emission 400nm to 2um
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Same excitation different emission
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Surface modification
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Good photostability
What it is?
❀Name
Quantum dot: semiconductor nanocrystal; colloidal
nanoparticle; semiconductor nanocluster; artificial atom; ……
❀onorganise nano crystal II-VI: CdSe, CdTe, CdS, ZnSe III-V: InP, InAs
iPhone6杀手功能曝光 量子点屏幕技术 2014/2
三星开发业界首款全彩量子点显示屏 2011/2
索尼采用特丽魅技术的BRAVIA电视展示 2013/6
亚马逊Kindle Fire HDX 7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QD Vision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。
UV light
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• • • • • • • • • • • • • • • • • •
reference
Paul A. Alivisatos, Science 1998, 281,2013 Shuming Nie, Science 1998, 281, 2016 Benoit Dubertret, Science, 2002, 298, 1759 Maria E. Å kerman,PNAS,USA, 2002,19,12617 Shuming Nie, Current Opinion in Biotechnology, 2002, 13, 40 Xingyong Wu, Nature Biotechnology, 2003,21,41 Sanford M. Simon, Nature Biotechnology, 2003, 21, 48 Matthew J. Mauro, Nature Materials, 2003, 2, 630 Caroline Seydel,Science, 2003, 300, 80 Maxime Dahan, Science, 2003, 302, 442. Watt W. Webb, Science, 2003, 300, 1434 Hongxia Xu,Nucleic Acids Research, 2003, 31,e43 Kim S, Nature Biotechnology,2004, 22, 93 Michael J. Levene,Journal of Neurophysiology 2004, 91,1908 Michalet X, Science, 2005, 307, 538 Igor L. Medintz,Nature Materials, 2005, 4, 435 Chun-yang Zhang, Nature Materials, 2005, 4,826 Chun-yang Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5324
Talanta 74 (2008) 724–729
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红移： 胶体性质聚集
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
How to make it?
（油溶性QDs）
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Core synthesis
Core Nanocrystal
❀ tissue photo-imagine ❀multi-color imagine ❀ life science in cell ❀ Cell or bead labeling
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QDs in biomedical fields
华中科技大学博士学位答辩报告 量子点显示技术的应用
。。。。。。
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How much is it?
£ 300: 10 -8molar, 0.1ml !
More expensive than GOLD
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Is it useful?
❀ Biomoleculer interaction
GFPand QD
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Biocompatibility
胞的安全性， Sanford M. Conjugated QDs keep the same fluo. Simon, Nature Biotechnology, ability 2003, 21, 48
QD标记的稳定性确保对细