銀系量子點主要指以銀為核心元素的半導體量子點材料,典型代表為 Ag?S、Ag?Se、Ag?Te硫化物、硒化物或碲化物量子點。這類材料具有的光學和電學性質(zhì),在生物醫(yī)學、光電子、能源等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。以下從結(jié)構(gòu)、合成、性能、應(yīng)用及挑戰(zhàn)等方面展開詳細說明:
銀系量子點屬于窄帶隙半導體,其能帶結(jié)構(gòu)可通過尺寸調(diào)控實現(xiàn)近紅外(NIR)至短波紅外(SWIR)波段的熒光發(fā)射。例如,硫化銀(Ag?S)量子點的發(fā)射波長可覆蓋 650-1450 nm,而硒化銀(Ag?Se)和碲化銀(Ag?Te)則進一步擴展至更長波長范圍。通過核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(如 Ag?S@ZnS),可有效鈍化表面缺陷,提升量子產(chǎn)率(PLQY)。例如,ZnS 包覆的硫化銀量子點 PLQY 從不足 1% 提升至 20% 以上。
溶液法合成:
水相合成:使用谷胱甘肽(GSH)等生物相容性配體,在酸性條件下可控合成耐酸的 Ag?X 量子點,表面富銀且配體密度高(1-8 個 GSH/nm2),膠體穩(wěn)定性優(yōu)異。
高溫油相合成:通過熱注入法制備高質(zhì)量 Ag?X 量子點,如硒化銀量子點在 160℃下與硒前驅(qū)體反應(yīng),再通過 ZnS 包覆形成核殼結(jié)構(gòu)。
生物仿生合成:利用銀結(jié)合多肽輔助合成硫化銀量子點,避免使用有毒試劑,適合生物醫(yī)學應(yīng)用。
表面鈍化與摻雜:
生物醫(yī)學成像:
近紅外二區(qū)(NIR-II)成像:Ag?X 量子點在 1000-1700 nm 波段穿透深度達厘米級,背景干擾低,可用于活體消化道、腫瘤等深層組織成像。例如,硫化銀量子點在小鼠胃腸道成像中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐酸性和熒光穩(wěn)定性。
光熱治療:硫化銀量子點在近紅外光照下產(chǎn)生光熱效應(yīng),25 分鐘內(nèi)殺菌率達 99.06%,可用于水體消毒和抗菌應(yīng)用。
光電子器件:
能源與催化:
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相、水相)及其表面修飾,歡迎咨詢。