量子点材料发光原理及其应用

科学展

科发螂

富　学

量点子材料发原光及其理应用

　夏兵 王瑞雅琳董 婷　小摘

（乡新职业技术学 数控院技术 系） 　 要： 近几年 ， 禁宽带纤锌 矿半体Ｚ导 Ｏｎ ｌ ￣ 于ｆ其蓝在和 紫光区域光外件 器的应越来越 受到人们用的关 注 ，而 在短且光 波学装置 面 已方为成佳候最　选 料材， 如紫外比探器测、 激二光极管等。 文本介 绍了子 量点材料 的光发原及其应理用 。　 关键词 量： 点子发 光 量 子 点 尺 效寸应 　

近几

年， 宽来带半导体禁发光材引起料们极大人兴趣的 ，是 为因这材　些 料在蓝光及外紫光发二极光管半导体、光激器紫外和光测器上探有要 的重 应　价用 。值 些这器在件光信存储、息全 显色和示紫光外探测上有 大巨市场　的需求 ，人们 已经造出Ｉ 制ＩＩ 族化氮物Ｚ ｎ￣Ｓ ｅ 等蓝 光料 材 ，用这并些材料制 成了 　效率高 的 光发光 二极 蓝和管 光 器激， 这 全使 色显 成示 可为 。能 子点　量（ Ｑｕ ｎａｔ ｕＤ ｏｍ ｔ） 借 凭自身独特的光电 性特来越 受越人到 们的视重，成 研 为究 的　热。点 　于量由子 点具有所罩 的子尺、寸 子隧量穿、库仑阻 、 量子塞干涉 、多体关 　和非联性光学效线非应常显 明， 故在维量低 结子构的 究研中， 对流子施载以 尽可　 多的能间限空， 制制备维量零点子结 构开并其应用，发受到世 各 国科　界 学家和 企业 家的 高度 视重 。　１ 、

半 导 体 量子 点 的制 备 方 法　

Ｉ Ｉ

橱半 导 体 　

高量半质 体导子量点材料 制备的是量器子和 件路电应用的基 础， 如何

　实现无缺对 陷量子点 的状形、 尺 寸、 面 度、 体密密度和空间 分布 有性等序的　可

生长控 ，一直 是材料科 家追求的 学标和关目注热的点。 　应 变白 装量组点结子构长技术是生在指半体外导生长延程过 ，由中　于衬 和底延外层的晶 失格配表及、面界面 能 同不 ，导外致延 层岛状长生制得而　量子 点方的。这种生法长模被式称为ＳＫ 生长式。模延外程过 初期为的二　维 面生平长， 面生长平度厚常通只有 几原个子厚层 ，称 为润浸层 随。润浸厚　 层度的增 加， 应变 能断不积累 ，达当到一临某层厚度界 ， 外延时生长 则由 二　 维平生长面向 三维岛生状过渡长， 由 形成此径为直几纳米十、 高度为几 纳的　米小 岛 这种材，料若用带较宽禁材的料 围起包来， 就成形量子点。用这种方法 制备　的量 点子具尺寸有、小无 损伤 的优。 点用种方法这已经 备 制出高了量质　的Ｇ

ａＮ 量子 点 光激 器 。　

图卜

１相体半导材料和半导体体量子的光致点发光

原理图 　

图实线代中表辐跃迁， 射线代虚表辐射非迁 。 　 ３ 、跃 子 量 点材料 的 应　 鉴用量于子点的特独化性 质理，学工作者就科量点材料子的用应研究　开展 了 大 的鬣工 ， 作研领究域主要集在中纳 米子电学 、光 电子学 、 命生 科学和 　子计量等算域 领 下面，介一绍下量点子在些这面方应的用。 　

３．１ 量 子 点 激光 　

器

量子线或用量子设计点制并微作结激构光的器思新想 由日本是的名　 两年 轻科的学家 在 １９ ８２ 提年了， 出但 由于是制工艺的难备度大而搁很浅。 随着　 技术 进步的， ９ ０到 代年初 ，利 用Ｂ ＥＭＳ Ｆ Ｉ ＯＣ Ｍ Ｄ技术，Ｖ通过 Ｓ ｔ ｒａ ｎ ｋｓｉ Ｋ ｒ ａ ｓ－ ．　 ｔ ａｎ ｏｗ （Ｓ Ｋ— ）模式长Ｉ ｎ 生 （ Ｇａ ） ｓＡ ／ ａ Ａｓ 自组装量子点Ｇ零维等半导体材料有 了　 破突的进性展，生长出 格品较完，整寸尺均匀 ，且密度 和较发射率较 的　高Ｉ ｎ Ａｓ 子量点，并于 ９ ９ ４１年 制备 近出外波段红 ｎＩ （Ｇ ａ）Ａｓ ／ ａ ＧＡ ｓ量子激光器 。点 　 ３　２ 量 子点 外 探 测器 红 　半体材导料红外测探的器究一直吸研人引非们常泛的兴趣广。 量以子　 作为点有源区的 外红探测从器论理上比 子阱红量外探器具有 测大更优的　势 ， 些优这势包括：（ １）量 点予探测器可 探以垂测直入射 的光 ，无需像 量阱子 探 　测器 那 样 要 制 作 复杂的光 栅 ；（ ）２ 量 子 点 立分态 的 隔 间 约 大　为 ５ ０ｍｅＶ ．７ ０ ｅｍ Ｖ，由 于子声瓶效颈 应， 子在 电子量分点立　 态的弛时豫间 　比 在量阱能态上子长 ， 有这利制于工造作度 高的器件温；（ ３ Ｚ维载） 子流限　制 降了低热发和暗射 电 流； ４（ 探测器不）冷需 却，这 会大大减将少阵列和 成 　 系像的尺统及成本。因寸此， 量 子点测器 探经已 为光成测器研探的前沿，究并　 取 得重 大了进 展 。　 ３ｌ３单 子电器　 电件子件器基是 库仑于塞效阻应单 电子隧和效道应的基原理 ，通本摔　过

化

学自组 装 子点量制备法方一种是通高分子偶过剂联形将成子量的点　团簇或 纳米粒联颗起来，并结沉在积质材料基上来制量子备点维低材料的　 法方随。人们着量对子、 线子点量备和应制用的迫切求， 以需物理 上备制方　 显得 法费时力费 特，是别在批制量备时是更如 此 ，学化自 装组为 米量纳子 　 点平面印的刷纳和有机．米 无超晶机的制格提供 了可能。备由化于学 组自量装 　点的制备子具量子有均匀点 序有 、 备速制快 度、重复性好等优点 ， 且选用不 同的偶　联

剂可以对不同 的量 点前子颗驱进粒不 同行称对性组装的，而从能 制备出不 同的　子点。量它的出 为批现制备 高量功率导半体 量子件器激和光　 器提供 了一种效有途的径因此，这种方被认法为 是制备子点最量有前 途的　 方之法 。 　一２ Ｉ、 Ｉ —ＶＩ 族半导体量点子的发 光理原和光特性　

发 ２．１ 发 光原 理　

导体半子量的点发 原理 光 如 （１ 图． １所示 ）， 一当束照射光到导体半料　 上材，半 体材导料吸 光收子后 ， 其 价上 的带子跃电迁 到导 带， 带上导 电子还的　 可再以跃迂回价而发射光子带 也，以落可半入体材导料电的 陷阱 中子。当 　 子电落较深的入电子 阱陷中 的候时 ，绝 大部分电子 非辐射以的 形式猝而 了灭 　 只仃，极数的少电子以光 子形式跃迁的回价带 吸收或一定能量后跃迁又到　

回导带。此当因导半体材 的料子陷阱电深较，时 的发它效率会 光明降显低。 　 ｌ２２发光特性 　由于受

子量尺效应寸和介电限域应效的响影半，体导量点子示显出独 　的特光发特性主要表 现。为： （ １）半 体导量子点发光的质性可以 过 通改量变　 子的点尺来加寸 以控 ；调 ２ （ １半导体了点具量较 有的大托斯克斯位和移窄较 　且而对称荧的 谱光（峰 高 半全只宽有４Ｏ ｈｍ ） ；（ ３） 半导 量子点体具较 有高发　的光 率效。半导量子点的体光特性发， 了除量点子三维的子量制限作用之外， 　 有还其诸他 因素多需 要考虑。 不人过们过通胆大试尝努与探力， 索已在量子　 点的光特性发究方研取面得了很 的大进 。展 　

制微小在隧结道系体中 单电个子隧的过穿程来现实特定 功的能件器， 一是 　种 新型 纳米电的子件器。 　 ．３ ４量子计算机 量　子算计 是机类一循遵子力学量律规行进高数速学逻和辑算、运储　 及处理量存信子息的 物装置理。 当某个置处装理和算计的是量信息子，运行 的　

是子量法算 ，时 就它量是子算计机。１ ９ ９８ 年 Ｌ，ｏ ｓ ｓ Ｈ ￣ｉ ＤＶｉｎ ｃ ｅ ｎ ｚｏ 述描了 利用 耦　单电子量合点子上 的旋态自构来量子造比特 ，实信现息传递的方法。 除　此外之，最子点 在生物化学 、分生物学、 细子生胞学、 基因组学物、蛋 　白组学质 、物药筛、 生选物大子分互作用等研究相中极大有应的用前。 景 　束语结 我们信量子点相技术用 的应未来出现 多很迹 ， 随着对量奇点子 的深　入 研，究 在各个其领 的应域用前还景更加广将阔・ 。　（ 下 接第 ９　 ３ 页） 　

９ ９ 　

学科发 　展

麟

　瓣学

　

民高职办践教学实存在　 的问

题及对 　

策 凯 王郑 丽　（ 宿迁泽

达职技术业院学江 苏 宿迁 ２ ２３ ８ ０ ０ 　 ） 要：摘 践实 教是学通开展过教以教育学 为目、的 学亲身体生验参和的实加教践学动活 使， 得学生将自 所掌己握 理的论知转识换实为际知 认，并逐 　 形步成究能研和创新力能 力的 学教 形式， 高是校应用型人才 培养的　中一 非个 重常 的要环节。本 针文 目前对 办民高院职校践教实学面临的主要 所问 题 对 ，实　践 学教在的存 问进题行了 析分和探讨， 提 出 了几 点策对 。 　关键词 ：践实学教存在 问题 对 策

　实践

学教是过开通 展以育 教教学 目为、的生学亲体验身和加参的实 践　教 活学 动，使得 生将学自己所 掌握 理论的识转知换为实际知认，并 逐 步成形

研　究 力和能新创力的教学能形式，是 校应用型人高才养培的中一个非常重 要　环的。节 践教学体实系是现人实才培 目标养的键性环节 关， 直接系到关能 否 　 现培实养 具 备 综合 能 力 和 面全素 的质 直、接 在能产生、 设、建服 务 和 管　理第 线开展一作工的技术用型人应才 。而 然 由于，我国代现职教业育学历办史 　短较， 包括学教方在法 内各个环的正节于摸索之处中 。因此 教，方学 法改革

　担应承用、型 能技型人培养任务。才 二　、解决 当前实 教 训学在 存问题主的要对 　

策

１ ．加强 硬件设建。硬 是件础基 必，充实。须 １（） 加 校强 实训基地建内设 　 建。校内实训基地是培设高养等术应技性人才用必的备件条。校学投资方　

深刻地应认到识训实学的教要性，民重办 高职根据 开应专业设实际需的加要　 投资力大度， 并进且行 面规全， 分步实施 划 重，点投 。（入 ２） 合现整有硬件资 　， 源化优置配， 现区域资实共源。 以宿享泽迁职达业术学技院为，例宿 迁泽　达职业技 术 院学于宿位迁市职园区，教学 院以可充利用分地位置的理优越，性 　加 与强公 院办的联校和系合， 最作大限度的现实资源共享，利 用公办 校的院　 实验实训资完源实成实训教学任 验。务（ ） ３争取业企的扶 持， 辟校开外习实 基地，　 现实训条实件社会的通 沟与资源共。事享实上 充分，发挥业生产场　企

的具

操作过程存体诸在 多际 问实，题亟 解待决。对于 民院办来说 ， 校这面方

　 问题 尤 的为 严重 。 　

一

、

当

民前高职办院实校教 学存训 在主的问题　要 ．１ 民高办职院校的训教学实件基硬薄弱 ， 础实基地建设 训问题 尤突为

出。 实　训教要学以 需的必件建设为硬撑支 ，而校内外 实训地 建设是基必前要　 ，提否则 就

难以保完成证相的实训应学任务教。 多数 民 办校主高要学靠 费　支 学校撑办学的 走 ，是的条艰难曲折一的“ 以养学学” 道的路 。随 招生规着模的 　扩大 民办，高 院校 职生源的量数逐被压缩 渐 ， 学资院减 少， 实金教学训硬件

发展相应滞　后导致。民办职院高校处于训实基条件差地，设备 陈 旧 ，量不　数 足，利用 率的低　状 ２． 实训学教理过管程松散 实训，教学果效为尤欠佳实训教学的组。管　织 理是成完践实教任学 务的关键素。因少 不民办职高院校 安的依然遵排传　 循统 的段式课分程 计设的法做一是，多大 数实验实训的学仍教然以验 证为　

性、 地设备 作的， 用不 仅能提办学效高 ，益使 学校在整专调时更业轻便灵活加 ， 还　为 有解决效实训件条后落生于产一线这第一普遍存在的题提难供现了　

的实途径 。 　

２ ．加 实强践学环节的教织组管理。 （ ） １立 以建实训中为核心心的基地 　，采

用集管理模中。式（ ２） 配 实训基合建设，地 提 实高训教学量质 。 对 于民办院 校　， 先要建立首与实教学践各个节环相适 的课程体应 ，系把国内 最外新知　 、识 最技新术和新工最艺充分融入融教学过入程 中，使学生的智力 技能和　 作操技能步提 高； 同时鼓同学励参生加业技能职认定格考试 资，以 考促 学 提　 ，高学 生适 应 会 的 社力 能 　

。

，主 践实教的 学目 标指 向没充分体有“ 现以业为导就向”； 二 实践是教学设　 计没的与有论理教 有机学融地为体。一 于由民办职 高院校生源的量不高质， 　以

苏江为例 ， ２０ ｌ 年 民１办职高实注册入学行 即，要学生只加参高考 ，无 多论　 少分民办 高院职校 一概收接 。导致 民高职学办的学生习基础 、 学 习积 性和主　 极性动都差很，实训 教学管的理凭实全教师的责训心和工任作经验 有，些训　实教学 环节效果难以保 证 ，一些学实训形同生走过场。 学毕生业训环节， 缺　实乏必要 的督监和管，理 生参学加实 训单、位实训时 间 、技训练，能 写撰毕业论 文　难 到以位， 实训教质量难学以保证 。 ３　实训 教学考模式陈核， 旧业技能专核缺 乏力考度 。 在实训教学的核考 　模 上， 式许民办高职多院校还没有建立范规实的教训学核办考， 法没或真　 正能落， 多实数民办高职只 是把实 训作为课论理课一的分；部 学对生能考技核 　 革力改度不 。够极少 有学实生训不课及，格更 会不因实训课不格及而不毕　了 。业为因学生身对实训本习的重要性学缺认识乏 又没，必有要的 压力 ，所以　有 部一分生不把学训实课当一成

回事， 训实果效可而想。知　 ４ ．教师知识能和结力构予改应善， “ 师双”型教师队伍有 待加 。实强训教 学是　培养等高技术应用性人才关的键节之环 一， 突 以就出业为导 ，向 解决　 业毕面临的生就难题业 ，关键要求教其师必须“是 师型 双 的。”当前 办高职民院　 校教师 队伍的 资结师不构合理， 许多业专师 都教是职兼教， 专师职 师教队 　 伍年在、 龄称职分布不合理 初级 和中，职 称级的 年教轻居多师 副高 ，上 的以　 都年 是纪偏大的 师，教 间中量缺力 。失些教师 更注这理论重教学研和究 难，以　

改进３实教践 的学考核办 法 增，强学对生训教实学的视。 实践重教的 学　 核是确考保践实教学量的重要手质段要制定实。践教考核办法学 及践成实

绩　评 定法等实办教学制度，践确 实践保学环教 节的学教量 。 质　４ ． 加强 “双师型” 学队教伍 建的设。 目前民高职办 院校大的多青数 年　教师 是都普 通高校业生直毕来接校 任， 教在工没厂、 企业 、 生产 一线岗位上 　 任过职， 乏缺际实验和专门技经 。为能此， 办民职院高校更需要视“ 重师双型 　” 教 的培师。 具养从体下以个方几面入 ： （手 ） １教应有 明确师的“双师 型” 识， 意　把成 为 “双 型师 ”教作为师不提升 自断己素 质目的标； （ ２） 专 课业师都应教成　

为名副实其的“ 双型师 ”教 师， 正成真既为是讲 上台讲 的好课师，教 是也 专 本 业、 　行业本的实践操的作家里手； （ ３行 ）立足校 内， 建 专业教师定期立轮训　 制，度 支教持师到业企其和用人他位进 行工单实作践 ，重点高教提师 的业专能　

力实践和 节教学能力环； （４） 善完师教聘用制度， 从企 业引进一批生和产　服 务 一线第的级高技术人 才充实教师伍。 队　民 高办职验实教学经这过些年的展发取己了显著得的成绩 但，然存仍　在

些一问 。题 们我应 该视 问正题 找， 合 适到 解的决方 法， 实 验使教 为 民办学　

高

教职育 出更做的贡献 。大－　 参考 文献　【 １ 】 徐 晓． 民办霞 高教育 发职展中 问的及 题析分对策 析　分 成功 教育 ， 　

２ Ｏ． ｌ１ ７ （） 　

【２ 】 丹莫．梅 职高实验教学在存的题与对问［ 策 Ｊ ． ］黑江龙科技信息 ２，０ ０ ７ （ ３）

（　上接 第 ９ 　 ９页 　）

参文献　

【考 ｌ Ｈ】 ｏｎ ｇ 　 Ｓ ，Ｈ ａｎ ｄ ａ 　 Ｔ ａ，Ｍａ ｋ ｎｉ ｏ　 Ｈ Ｃ， ｈｅ ｎ　 Ｙ，Ｋｏ 　 Ｈ ， Ｙａ ｏ Ｔ　， ｅｔ　 ａ ｌ 　 Ｂａ ｎｄ ａ　 ｌｉ ｇｎ ｍｅｎ ｔ　

【 　 Ｓｅ ｉｍ

ｃ ｏｎ ． ｄＳ ｃｉ 　 ｅ Ｔ ｈ ｎｃｏ １ ．，２ ０ ０ ０， １ （ ５ ） ４： ３ ９ ０ ３ － ９ ４ ．

　 ３ｆ １ 　Ｋ ｎ ｏ ｂｅ ｌ 　　 ＲＳ ｍｏ￣ ｈｋ ｖ ａ ｏ Ｉ 　 Ｐ　　 ａ ｎ ｄ 　 Ｓ ａｍａ ｒｔ ｈ Ｎ． 　 Ｆａ ｒｂｉ ｃ ｔ ｉ ａ ｏ 　ｎａ ｎ ｄ　 ｃ ａ ｒｈ ｃ ｔａｅ ｒｉ ｚ ａ ｉ ｔ ｎ ｏ　ｏ ｆ

ａ　 ｔｏｗ ． ｄ ｉｅｍ ｎ ｓｉ ｏ ａｎｌ 　 ｅ ｌ ｅ ｃ ｒｔｏ ｎ　 ａ ｇｓ 　ｉ ｎ　 ｍ ｏ ｄ ｕ ａｌｔ ｉ ｏ ｎ 　ｄ ｏｐｅ ｄ 　 Ｚｎ ｅＴ ／ Ｃｄ１ Ｘ 一ｎ ｘＭＳ ｅ 　

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９－４ ３ ４ ．　

９

　３一