团簇的纳米量子尺寸效应

2020-08-19 13:31:23 湖南赛西 5

由于团簇的尺寸非常小,从而与光的波长电子德布罗意波长、超导相干波长和透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,其周期性边界条件将被破坏,由它构成的纳米固体的声、光、电、磁和热力学等物理性质,体现出与传统固体的不同之处。


例如,对于具有较小尺寸的金属团簇而言,金属晶体的周期性边界条件被破坏,金属在费米能级附近的连续能带会随着团簇尺寸的减小而逐渐变为准连续,直至离散能级,使金属团簇具有准金属或半导体的性质。对于半导体材料,随着尺寸的减小,能隙将变大,这就是团簇的量子尺寸效应381.近年来的一个研究热点就是量子点( Dot),量子点其实是一种纳米级别的半导体。


对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压,它们便会发出特定频率的光,而发出的光的频率会随着这种纳米半导体材料尺寸的改变而变化,因此调节这种纳米半导体材料的尺寸,就可以控制其发出光的颜色,由于这种纳米半导体拥有限制电子和电子空穴(Electron Hole)的特性(这一特性类似于自然界中的原子或分子),因此被称为量子点,量子尺寸效应的另一个体现就是随着团簇原子数目的增多,团簇的物理、化学性质并不是呈单调的线性变化的。


例如,如图2.9所示,当团簇的尺寸发生变化时,量子尺寸效应变化非常明显,并且对其他性质的影响也很显著特别是对于尺寸较小的团簇,每增加一个原子,团簇的结构都可能发生重构,从而直接导致团簇的性质[如团簇的电子亲和能、电离势(VP)、结合能、HOMO-lumO(Highest Occupied MolecularOrbitaLowest- Unoccupied Molecular Orbital)能隙等]随着原子数目的变化而发生变化,并且这些变化没有统一的规律可循,也就是说有可能变大,也有可能变小,甚至发生奇偶振荡。



可燃气体探测器

图2.9  纳米团簇的量子尺寸效应

赛西新闻
家报介绍
可燃气体探测器
可燃气体报警器