【#文档大全网# 导语】以下是®文档大全网的小编为您整理的《量子点效应 知识点》，欢迎阅读！
量子点效应，包括：量子尺寸效应、量子隧穿效应、库伦阻塞效应、表面效应、介电效应。 一、首先说下什么是量子点？
二、下面介绍量子尺寸效应
我们通过控制量子点的形状、结构和尺寸，可以调节带隙宽度，激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等。 那这些是怎么实现的呢？
首先我们要介绍下，原子能级、能带、禁带宽度、激子束缚能的概念 1、原子能级
说到能级就离不开早期人们对光谱的观察，光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的记录，人们以氢原子模式为例，从氢气放射管中获得氢原子光谱，从1885年开始，巴耳末等人将氢原子光谱的波数归纳为：ῦ=RH(
) （1）
那么这些原子是怎么发射光谱的呢，这就需要进一步研究电子在原子核的库伦场中的运动情况，原子核的质量比电子大1836倍，它们的相对运动可以近似的看作只是电子绕原子核的运动，那这样我们考虑简单的圆周运动，电子在场中的动能和体系的势能，我们得到了原子的能量：E=
（4）
和电子轨道运动的频率：f=
=
（5）
从上述原子中的电子轨道运动，按经典理论试图说明光谱就会遇到困难。
（1）原子如果连续辐射，它的能量就逐渐降低，由1.2中(4)可知，电子的轨道半径就要连续的缩小到碰到原子核止，即半径是是10-15米的数量级，才能稳定不变，但从不同实验，测得的原子半径都是10-10米的数量级。这与事实不符。
（2）按照电动力学，原子所发光的频率等于原子中电子运动的频率。现在，如上文说到，原子辐射时，其电子轨道连续缩小，由1.2中(5)可知，轨道运动的频率就连续增大，那么所发光的频率应该是连续变化的，原子光谱应该是连续光谱。但事实不是这样，原子光谱的谱线是分隔的，代表一些分隔而有一定数值的频率。 所以所引用的宏观理论不能用在原子这样的微观客体上，
人们在此基础上发现新的规律——量子化，在玻尔研究这问题时，已经有公认正确的量子论。按照这理论，光能量总是一个单元的整数倍，而每一个单元是hv，这里v是光的频率，h是普朗克常数，在此理论的基础上，我们得到了氢原子内部能量的表达式：
E=- n=1，2,3,4… 这个式子也表示能量的数值是分隔的。
求得氢原子的能量后，我们可以把能量式代入氢原子光谱的经验式中，对比经验式，我们就得到里德伯常数R，最终化简，我们得到氢原子能量随量子数n变化
关系：E=
从式中可以看出，与轨道对应的能量只能有分隔的数值，这个值成为能级，左图是按能量大小的比例画出的能级图。每一条横线代表一个能级，横线之间的距离表示能级间隔，对于一个电子来说，从某一轨道跳到另一轨道成为跃迁，从高能级向低能级跃迁时，跃迁的间距大，所发出的波长就短。 2.能带
我们知道单个原子中的电子在原子核电场力的作用下围绕着原子核运动，由于微观粒子服从量子力学原理，这些电子只能处于固定的能量状态上，也就是处于固定的能级上。当电子从高能级跃迁到低能级时，会辐射一个光子，光子的能量等于电子减少的能量；相反，当电子吸收一个光子后，会从低能级跃迁到高能级。在现实生活中，原子大都以固态、液态或气态凝聚在一起存在，这时其中的电子会受周围原子的影响，电子存在的能量状态就发生了变化。有一类特殊的固体已对我们的生活产生了巨大的影响，那就是晶体。晶体材料中的半导体晶体是我们信息时代的物质基础，我们使用的电子产品中的芯片都是基于半导体晶体材料制造的。晶体由单一的原子或分子组成。其中的原子或分子按规则的结构排列，每立方厘米的晶体中有1023数量级的原子。相比于单个原子，晶体中每个原子中电子要受周围所有原子的影响，原子的能级就分裂成大量密集的微小能级形成能带，也就是说电子只能处于能带中的能量状态上。 3.禁带宽度
当原子处于基态的时候，它的所有电子从最低能级开始依次向上填充。对于半导体，电子刚好填充到某一个能带满了，下一个能带全空。这些被填满的能带称为满带，满带中能量最高的一条称为价带。
由于电流的产生需要载流子发生定向运动，而价带中电子已经占据了所有可能的能级，绝大多数电子相邻位置上的态都已经被占据了，无法移动，所以价带中的电子可以认为是不导电的。
对于半导体，能量最高的一个价带，到能量更高的下一个能带之间有一个禁带，但是这个禁带的宽度（能量）不是很大，所以有一些电子有机会跃迁到下一个能带。由于这个能带几乎是空的，所以电子们跃迁到这个能带之后就可以自由地奔跑，这个能带就是导带。
三、量子隧道效应
量子隧穿简单的说是指微观粒子可以穿过一堵比自己还高的墙。
我们可以先想象一下经典的情况。如果面前有一堵墙，我们想翻墙而过，必须具有足够的能量跳过去。如果能量不够，我们是绝不可能出现在墙的另一面的。但在量子世界中，即使能量不够，我们也可以穿墙而过（而不是跃墙而过），这就是量子隧穿现象。当然这里的'我们'不能是宏观的物体，而是微观粒子。因为宏观物体隧穿的概率实在太小了，以致于根本不可能观察到。
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2023-03-10
