Các trang trong thể loại “hóa học lượng tử”

Các tính năng hấp thụ cácchấm lượng tử tương ứng với quá trình chuyển đổigiữa rời rạc, ba chiều hạt trong một hộp trạng tháicủa electron và lỗ, cả hai giới hạn trong cùng mộtnanomet -Kíc

Các trang trong thể loại “Hóa học lượng tử”

Mục lục

1.1 Số lượng tử và lớp 1

1.2 Điền electron vào các lớp 1

1.3 Liên hệ đến bảng tuần hoàn 2

1.4 Cấu hình electron của một số nguyên tố 2

1.4.1 Khí hiếm 2

1.4.2 Z từ 11 đến 17 2

1.4.3 Z từ 21 đến 31 2

1.4.4 Z từ 39 đến 49 2

1.5 Xem thêm 2

1.6 am khảo 2

2 Chấm lượng tử 3 2.1 Sự giam giữ lượng tử trong chất bán dẫn 3

2.2 Sản xuất 5

2.2.1 Keo tổng hợp 5

2.2.2 Chế tạo 6

2.2.3 Lắp ráp 6

2.2.4 Điện hóa lắp ráp 7

2.2.5 Bulk-manufacture 7

2.2.6 Chấm lượng tử phi kim loại nặng 7

2.3 Tác động môi trường 7

2.4 Tính chất quang 7

2.5 Ứng dụng 8

2.5.1 Computing 9

2.5.2 Sinh học 9

2.5.3 iết bị quang điện 10

2.5.4 Light emiing devices 10

2.5.5 Photodetector devices 10

2.6 Mô hình lý thuyết 10

2.6.1 Cơ học lượng tử 10

2.6.2 bán cổ điển 10

2.6.3 Classical Mechanics 11

i

2.7 Chú thích 11

2.8 Liên kết ngoài 13

3 Điện li 14 3.1 Nguyên nhân 14

3.2 Độ điện li 14

3.3 Độ mạnh yếu 14

3.3.1 Các chất điện li mạnh 14

3.3.2 Các chất điện li trung bình và yếu 14

3.4 am khảo 15

4 Điện Mặt Trời 16 4.1 Tổng quan 16

4.2 Sự phát triển hiện tại 17

4.3 Tổng lượng đã lắp đặt toàn thế giới 17

4.4 Ứng dụng 17

4.4.1 Trạm phát điện 17

4.4.2 Trong nhà 18

4.4.3 Trong giao thông 18

4.4.4 Trong các thiết bị rời 18

4.5 Xem thêm 18

4.6 am khảo 18

4.7 Liên kết ngoài 19

5 Hiệu ứng lá ắn 20 5.1 Nguyên nhân 20

5.2 am khảo 20

5.3 Xem thêm 20

5.4 am khảo 20

6 Hóa học lượng tử 21 6.1 Xem thêm 21

6.2 am khảo 21

6.3 Liên kết ngoài 21

7 Lai hóa (hóa học) 22 7.1 Khái niệm 22

7.2 Lai hóa giữa obitan 2s và obitan 2p 22

7.3 Lai hóa sp3 22

7.4 Lai hóa sp2 23

7.5 Lai hóa sp 23

7.6 am khảo 24

MỤC LỤC iii

8.1 Xem thêm 25

8.2 am khảo 25

9 Lý thuyết VSEPR 26 9.1 Lịch sử ra đời 26

9.2 Luận điểm chính 26

9.3 y tắc thuyết sức đẩy 26

9.4 Ý nghĩa 26

9.5 am khảo 26

9.6 Liên kết ngoài 26

10 Năng lượng ion hóa 27 10.1 am khảo 27

11 Orbital nguyên tử 28 11.1 Các tên orbital 29

11.2 Định nghĩa chính của cơ học lượng tử 29

11.3 Số lượng tử 29

11.4 Liên hệ đến hệ thức bất định 29

11.5 Các hình dạng của orbital 29

11.6 Mức năng lượng orbital 30

11.7 Xem thêm 30

11.8 Chú thích 30

11.9 Liên kết ngoài 30

12 y tắc Hund thứ nhất 31 12.1 Nội dung chi tiết 31

12.2 Ngoại lệ 31

12.3 Xem thêm 31

12.4 Liên kết ngoài 31

12.5 Chú thích 31

13 y tắc Slater 32 13.1 Nội dung của quy tắcSlater 32

13.2 Ví dụ 32

13.3 Mục đích 32

13.4 Chú thích 33

14 Sai số do ồng ất vị trí bộ cơ sở 34 14.1 Sai số do chồng chất vị trí bộ cơ sở (BSSE) 34

14.2 am khảo 35

15 Số lượng tử ính 36 15.1 am khảo 36

16 uyết FMO 37

16.1 Lịch sử 37

16.2 Học thuyết 37

16.3 Ứng dụng 37

16.3.1 Cộng vòng 37

16.3.2 Phản ứng chuyển vị sigma 38

16.3.3 Phản ứng nhiệt 39

16.4 Chú thích 39

17 Toán tử Hamilton 40 17.0.1 Phương trình Schrödinger và toán tử Hamilton 40

17.0.2 Xem thêm 40

17.1 am khảo 40

18 Tương tác trao đổi 41 18.1 Mô hình tương tác trao đổi 41

18.2 Tương tác trao đổi và tiêu chuẩn sắt từ 42

18.3 Tương tác trao đổi gián tiếp 42

18.4 Xem thêm 42

18.5 am khảo 42

19 Vật lý bán cổ điển 43 19.1 Sách tham khảo 43

19.2 am khảo 43

19.3 Nguồn, người đóng góp, và giấy phép cho văn bản và hình ảnh 44

19.3.1 Văn bản 44

19.3.2 Hình ảnh 45

19.3.3 Giấy phép nội dung 47

Chương 1

Cấu hình electron

Ag

Phân bố electron trong nguyên tử bạc

Cấu hình electron, hay cấu hình điện tử, nguyên tử

cho biết sự phân bố cácelectrontrong lớp vỏ nguyên

tử ở các trạng thái năng lượng khác nhau hay ở các

vùng hiện diện của chúng

1.1 Số lượng tử và lớp

Trạng thái của mỗi electron trong lớp vỏ có thể được

biểu diễn qua 4 số lượng tử (cả mô hình nguyên tử Bohr

và orbital):

eo nguyên lý Pauli, 4 số lượng tử của từng cặp

electron trong nguyên tử không được trùng nhau, giải

thích cho sự phân bố của chúng trong các lớp khác

nhau Điều này cũng có nghĩa là, trên cùng một phân

lớp, không có 2 electron có chiều tự quay giống nhau

Số lượng tử chính n hình thành nên các lớp chính, trong

mỗi lớp chính có n phân lớp Các electron trên cùng

một lớp thì có mức năng lượng xấp xỉ nhau, và trên

cùng một phân lớp thì có năng lượng bằng nhau Tổng

số electron ở mỗi lớp chính phụ thuộc vào bộ 4 số lượng

tử n, l, m và s nhưng tối đa là 2n2electron

Lớp electron ngoài cùng (lớp hóa trị) của các nguyên tốchứa cácelectron hóa trị, các electron này quyết địnhcác tính chất hóa học cũng như tính chất vật lý củachúng

1.2 Điền electron vào các lớp

là lớn nhất, sau đấy mới được điền đôi

Sự điền electron vào các lớp không chỉ phụ thuộc vào

vị trí hay khoảng cách của chúng đến hạt nhân mà cònphụ thuộc vào mức năng lượng của các lớp

Ví dụ:titancóZ= 22, cấu hình theo thứ tự các lớp 1s22s22p63s23p63d44s0nhưng do năng lượng của lớp 4sthấp hơn lớp 3d nên 4 electron còn lại sẽ điền đầy vàolớp 4s (2) trước, sau đấy mới đến lớp 3d (2), cấu hìnhđúng của titan là 1s22s22p63s23p63d24s2

Ngoại lệ:

• Nguyên tốlantan, Z = 57 lớp ngoài cùng 6s24f1,electron tự do cuối cùng điền vào 5d trước khi vào4f, tương tự trong nguyên tử Ac thì 6d trước 5f

• Trong nguyên tửCrvàCumột electron trong lớp

có năng lượng thấp 4s điền vào lớp có năng lượng1

cao hơn 3d, chúng có cấu hình lớp ngoài cùng là

3d54s1và 3d104s1

• Các trường hợp ngoại lệ khác Nb, Mo, Tc, Ru, Rh,

Pd, Ag, Ir, Pt, Au, Gd, cácactinitừ Ac đến Np và

Cm

1.3 Liên hệ đến bảng tuần hoàn

18 nhóm chính (nhóm mới) trong bảng tuần hoàn được

phân ra dựa theo số electron trong các lớp ngoài cùng:

• lớp s: nhóm 1 (s1) - 2 (s2)

• lớp p: nhóm 13 (p1) - 18 (p6) (TrừHe,H)

• lớp d: nhóm 3 (d1) - 12 (d10)

Số chu kỳ bằng số lớp n, với ns là lớp ⁇⁇ ngoài cùng

1.4 Cấu hình electron của một số

nguyên tố

Cấu hình electron của các nguyên tố thường được viết

dưới dạng kèm theo cấu hình electron của các khí hiếm

Chương 2

Chấm lượng tử

Chấm lượng tử trong dung dịch keo được chiếu xạ với ánh sáng

UV Chấm lượng tử có kích thước khác nhau phát ra ánh sáng

màu khác nhau do hiệu ứng giam giữ lượng tử.

Chấm lượng tử lý tưởng từ lớp InAs/GaAs.

Chấm lượng tử là mộttinh thể nanođược làm từ vật

liệuchất bán dẫnmà kích thước của nó đủ nhỏ để làm

xuất hiện các đặc tínhcơ học lượng tử Cụ thể,exciton

của nó được giới hạntrong cả ba chiều không gian

Những tính chất điện tử của các vật liệu thể hiện đặc

tính trung gian giữa những khối lớn chất bán dẫn và các

phân tửrời rạc.[1][2][3]Alexey Ekimovlần đầu tiên phát

hiện ra chấm lượng tử vào năm 1981[4][5] [6]trong một

ma trận thủy tinh và sau đóLouis E Brusquan sát thấychúng trong dung dịchdạng keovào năm 1985.[7]uậtngữ “chấm lượng tử" được đặt ra bởiMark Reed.[8]Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các ứng dụng chocác chấm lượng tử trongtranzito, cáctế bào năng lượngmặt trời, đènLED, vàlaser điốt Họ cũng đã khảo cứucác chấm lượng tử với vai trò là tác nhân cho kỹ thuậtchụp ảnh y học và chúng có thể trở thànhqubittrong

điện toán lượng tử Chấm lượng tử được thương mạihóa đầu tiên trong một sản phẩm sử dụng chúng làdòng Sony XBR X900A của TV màn hình phẳng đượctung ra vào năm 2013.[9]

Đặc tính điện tử của một chấm lượng tử có liên quanchặt chẽ với kích thước và hình dạng của nó Ví dụ, cáckhe hở năng lượng (band gap) trong một chấm lượng

tử mà xác định phạm vi tần số của ánh sáng phát ra

tỉ lệ nghịch với độ rộng của nó Trong các ứng dụngthuốc nhuộm huỳnh quang tần số của ánh sáng phát ratăng khi kích thước của các chấm lượng tử giảm Do đó,màu sắc của ánh sáng phát ra thay đổi từ màu đỏ sangmàu xanh khi kích thước của các chấm lượng tử đượclàm nhỏ hơn.[10]Điều này cho phép các trạng thái kíchthích và phát xạ của chấm lượng tử được điều chỉnhcao Vì kích thước của một chấm lượng tử có thể đượcthiết kế khi chế tạo nó, tính chất dẫn điện của nó cóthể được kiểm soát cẩn thận Chấm lượng tử có nhiềukích cỡ khác nhau, chẳng hạn hưmàng nanogradien

đa lớp (Gradient multilayer nanofilm), có thể được tạo

ra để thực hiện một loạt tính chất phát xạ mong muốn

2.1 Sự giam giữ lượng tử trong chất bán dẫn

Trong một chất bán dẫn tinh thể có đường kính nhỏhơn kích thước của nó exciton Bohr bán kính, cácexciton được ép, dẫn đến giam giữ lượng tử Các mứcnăng lượng sau đó có thể được mô hình hóa bằng cách

sử dụng hạt trong hộp mô hình trong đó năng lượngcủa các quốc gia khác nhau phụ thuộc vào độ dài củahộp Chấm lượng tử được cho là trong “chế độ giam3

3D giới hạn hàm sóng electron trong một chấm lượng tử Ở đây,

các chấm lượng tử hình chữ nhật và hình tam giác được hiển

thị Trạng thái năng lượng ở các chấm hình chữ nhật có nhiều

s-type và p-type Tuy nhiên, trong một dấu chấm tam giác chức

năng thu sóng được trộn do giam đối xứng (Click vào cho hình

ảnh động)

yếu 'nếu bán kính của họ là vào thứ tự của các exciton

Bohr bán kính; chấm lượng tử được cho là trong “chế

độ giam mạnh mẽ 'nếu họ bán kính nhỏ hơn bán kính

Bohr exciton Nếu kích thước của các chấm lượng tử

nhỏ đủ các hiệu ứng lượng tử thống trị confinement

(thông thường dưới 10 nm), các tính chất điện tử và

quang học được đánh giá cao điều chỉnh được

Tách các mức năng lượng cho các chấm lượng tử nhỏ do hiệu

ứng giam giữ lượng tử Trục ngang là bán kính, hoặc kích

thước, của các chấm lượng tử và b * là bán kính Bohr Exciton.

Huỳnh quang xảy ra khi một electron bị kích thích

thư giãn với các trạng thái cơ bản và kết hợp với các

lỗ Trong một mô hình đơn giản, năng lượng của các

photon phát ra có thể được hiểu là tổng số năng lượng

khe hở giữa các mức độ bị chiếm đóng và mức độ năng

lượng còn trống, các nguồn năng lượng giam của lỗ và

các electron bị kích thích, và năng lượng ràng buộc của

exciton (cặp electron-lỗ trống):

Band gap energy Các khe hở có thể trở nên lớn hơntrong chế độ giam mạnh mà kích thước của chấmlượng tử nhỏ hơn bán kính Bohr Exciton một b *như các mức năng lượng tách ra

a ∗

b = εr

(

m µ

)

a b

nơi một là bán kính Bohr=0.053 nm,m là khối lượng,

μ là khối lượng giảm, và ε là hằng số điện môi kíchthước phụ thuộc (Hằng số điện môi)

Điều này dẫn đến sự gia tăng trong tổng năng lượngphát thải (tổng của các mức năng lượng trongkhoảng cách vùng nhỏ hơn ở chế độ giam mạnh làlớn hơn so với mức năng lượng trong các khoảngtrống của ban nhạc mức ban đầu trong chế độgiam yếu) và các khí thải ở các bước sóng khácnhau; đó chính xác là những gì xảy ra trong ánhmặt trời, nơi các hiệu ứng lượng tử giam là hoàntoàn chiếm ưu thế và các mức năng lượng tách rađến mức độ mà phổ năng lượng gần như liên tục,

do đó phát ra ánh sáng trắng

Confinement energy Các thực thể exciton có thể được

mô hình hóa bằng cách sử dụng hạt trong hộp Cácelectron và lỗ có thể được xem như là hydrogentrong các mô hình Bohr với các hạt nhân hydrothay thế bằng các lỗ của điện tích dương và khốilượng electron tiêu cực Sau đó, các mức nănglượng của các exciton có thể được biểu diễn như

là giải pháp cho các hạt trong một hộp ở tầng trệt(n = 1) với khối lượng thay thế bằng trọng lượnggiảm Vì vậy, bằng cách thay đổi kích thước củacác chấm lượng tử, năng lượng giam của exciton

có thể được kiểm soát

Bound exciton energy Có thu hút Coulomb giữa cácelectron mang điện tích âm và lỗ mang điện tíchdương Năng lượng tiêu cực liên quan đến việc thuhút tỉ lệ với năng lượng Rydberg và tỉ lệ nghịch vớibình phương của hằng số điện môi kích thước phụ

2.2 SẢN XUẤT 5

thuộc vào[11]của chất bán dẫn Khi kích thước của

tinh thể bán dẫn nhỏ hơn bán kính Exciton Bohr,

sự tương tác Coulomb phải được sửa đổi để phù

lượng electron tự do, m là khối lượng lỗ, vàε là hằng

số điện môi kích thước phụ thuộc

Mặc dù các phương trình trên được rút ra bằng cách sử

dụng các giả định đơn giản hóa, các tác động là rõ ràng;

năng lượng của các chấm lượng tử phụ thuộc vào kích

thước của chúng do ảnh hưởng confinement lượng tử,

trong đó chiếm ưu thế dưới kích thước quan trọng dẫn

đến sự thay đổi trong các tính chất quang học Hiệu

ứng này giam giữ lượng tử trên chấm lượng tử đã được

thực nghiệm kiểm chứng[12] và là một tính năng chủ

yếu của nhiều cấu trúc điện tử hiện đại.[13][14]

Bên cạnh đó giam trong cả ba chiều (tức là, một chấm

lượng tử), chất bán dẫn lượng tử giới hạn khác bao gồm:

• Dây lượng tử, trong đó giới hạn điện tử hoặc lỗ

trong hai chiều không gian và cho phép tuyên

truyền miễn phí ở một phần ba

• Giếng lượng tử, trong đó giới hạn điện tử hoặc lỗ

trong một chiều và cho phép tuyên truyền tự do

trong không gian hai chiều

2.2 Sản xuất

Có một số cách để giới hạn exciton trong bán dẫn, dẫn

đến các phương pháp khác nhau để sản xuất ra các

chấm lượng tử Nói chung, dây lượng tử, giếng nước và

chấm được trồng tiên tiến epitaxy kỹ thuật trong các

tinh thể nano được sản xuất bằng phương pháp hóa

học hoặc bằng cách cấy ion, hoặc trong các thiết bị

nano được thực hiện bởi nhà nước-of-the-nghệ thuật

in thạch bản kỹ thuật.[15]

2.2.1 Keo tổng hợp

Keo bán dẫn tinh thể nano được tổng hợp từ các hợp

chất tiền thân hòa tan trong các giải pháp, giống như

Dots Quantum với từng bước đẩy mạnh phát thải từ tím đến đỏ đậm đang được sản xuất trong một quy mô kg tại PlasmaChem GmbH

truyền thống các quá trình hóa học Sự tổng hợp củachất keo chấm lượng tử được thực hiện bằng cách sửdụng tiền chất,[3]hữu cơ hoạt động bề mặt,[16]và dungmôi Việc làm nóng dung dịch ở nhiệt độ cao, các tiềnchất bị phân hủy tạo thành monome mà sau đó tạohạt nhân và tạo ra các tinh thể nano Nhiệt độ trongquá trình tổng hợp là một yếu tố quan trọng trong việcxác định các điều kiện tối ưu cho sự phát triển tinh thểnano Nó phải đủ cao để cho phép sắp xếp lại và ủ củacác nguyên tử trong quá trình tổng hợp trong khi vẫn

đủ thấp để thúc đẩy sự tăng trưởng tinh Nồng độ củamonome là một yếu tố quan trọng là phải được kiểmsoát nghiêm ngặt trong quá trình tăng trưởng tinh thểnano á trình phát triển của các tinh thể nano có thểxảy ra ở hai chế độ khác nhau, “tập trung” và “phânkì" Ở nồng độ monomer cao, kích thước tới hạn (kíchthước tinh thể nano mà không phát triển hay thu nhỏ)

là tương đối nhỏ, dẫn đến sự tăng trưởng của gần nhưtất cả các hạt Trong chế độ này, các hạt nhỏ hơn tăngtrưởng nhanh hơn so với những người lớn (từ tinh thểlớn hơn cần nhiều nguyên tử để phát triển hơn các tinhthể nhỏ) kết quả là “tập trung” của sự phân bố kíchthước hạt đến năng suất gần monodisperse Kích thướctập trung là tối ưu khi nồng độ monomer được giữ nhưvậy mà kích thước tinh thể nano hiện nay trung bìnhluôn là hơi lớn hơn so với kích thước tới hạn eo thờigian, nồng độ monomer giảm, kích thước quan trọngtrở nên lớn hơn so với kích thước trung bình hiện tại,

và phân phối “defocuses”

Có nhiều phương pháp keo để sản xuất nhiều chất bándẫn khác nhau Chấm điển hình được làm bằng hợpchất nhị phân như chì sunphua, selenua chì, cadmiumselenide, cadmium sulfide, indium arsenide, và indiumphosphide Dots cũng có thể được làm từ hợp chất bậc

ba như cadmium sulfide selenua Những chấm lượng

tử có thể chứa trong khoảng 100 đến 100.000 nguyên

tử trong chấm lượng tử, với đường kính từ 10 đến 50nguyên tử Điều này tương ứng với khoảng 2-10 nm,

và lúc 10 nm, đường kính gần 3 triệu chấm lượng tử cóthể được xếp hàng đầu đến cuối và phù hợp với chiềurộng của một ngón tay cái của con người

Lô lớn của các chấm lượng tử có thể được tổng hợp

Hạt nano keo sunfua chì (selenua) với đầy đủ thụ động hóa bởi

acid oleic, oleyl và hydroxyl (kích thước ~ 5nm)

thông qua tổng hợp dạng keo Do khả năng mở rộng

này và sự tiện lợi của điều kiện benchtop, phương pháp

tổng hợp chất keo được hứa hẹn cho các ứng dụng

thương mại Đó là nhận là độc nhất của tất cả các hình

thức khác nhau của sự tổng hợp

2.2.2 Chế tạo

• Chấm lượng tử tự lắp ráp thường từ 5 đến 50 nm

trong kích thước Các chấm lượng tử được xác

định bởi lithographically khuôn mẫu cổng điện

cực, hoặc bằng cách ăn mòn vào khí electron hai

chiều trong heterostructures bán dẫn có thể có

kích thước ngang giữa 20 và 100 nm

• Một số dấu chấm lượng tử là khu vực nhỏ của một

vật liệu bị chôn vùi trong một với một lớn hơn

khoảng cách ban nhạc Đây có thể là cái gọi là cấu

trúc core-shell, ví dụ, với CdSe trong lõi và ZnS

trong vỏ hoặc từ các hình thức đặc biệt của silica

gọi ormosil

• Các chấm lượng tử đôi khi xảy ra một cách tự

nhiên trong các cấu trúc cũng lượng tử do biến

động đơn lớp có chiều dày của giếng

• Chấm lượng tử tự lắp ráp tạo hạt nhân một cách

tự nhiên trong điều kiện nhất định trong quá trình

epitaxy chùm phân tử (MBE) và hơi metallorganic

giai đoạn mọc ghép (MOVPE), khi một tài liệu

được trồng trên một chất nền mà nó không phải là

mạng phù hợp Kết quả là căng sản xuất ra mạch

lạc căng đảo trên đầu trang của một hai chiều

lớp ướt Chế độ tăng trưởng này được gọi là tăng

trưởng Stranski-Krastanov Những hòn đảo có thể

được chôn cất sau đó để tạo thành các chấm lượng

tử Phương pháp chế tạo này có tiềm năng ứng

dụng trong mật mã lượng tử (tức là nguồn photon

đơn) và tính toán lượng tử Những hạn chế chínhcủa phương pháp này là chi phí chế tạo và thiếukiểm soát vị trí của các điểm riêng lẻ

• Chấm lượng tử có thể được tạo ra từ hai chiều

electron hoặc lỗ khí có trong giếng lượng tử phatạp từ xa hoặc heterostructures bán dẫn được gọi

là chấm lượng tử bên Các bề mặt mẫu được phủmột lớp mỏng chống cự Một mô hình sau đóđược định nghĩa bên trong chống lại bằng chùmelectron lithography Mô hình này sau đó có thểđược chuyển giao cho các khí điện tử hoặc lỗ doetching, hoặc bằng cách gửi điện cực kim loại (quátrình cất cánh) cho phép các ứng dụng của điện

áp bên ngoài giữa các khí điện tử và các điện cực.Chấm lượng tử như vậy là chủ yếu quan tâm chocác thí nghiệm và các ứng dụng liên quan đến vậnchuyển electron hoặc lỗ, tức là, một dòng điện

• Phổ năng lượng của một chấm lượng tử có thể

được chế tạo bằng cách kiểm soát các kích thướchình học, hình dạng, và sức mạnh của tiềm nănggiam Ngoài ra, trái ngược với các nguyên tử, nó làtương đối dễ dàng để kết nối các chấm lượng tử docác rào cản đường hầm để tiến hành dẫn, cho phépcác ứng dụng các kỹ thuật của đường hầm quangphổ để điều tra của họ Các tính năng hấp thụ cácchấm lượng tử tương ứng với quá trình chuyển đổigiữa rời rạc, ba chiều hạt trong một hộp trạng tháicủa electron và lỗ, cả hai giới hạn trong cùng mộtnanomet -Kích thước chuyển rời rạc box.ese làgợi nhớ của phổ nguyên tử và đã dẫn đến các chấmlượng tử cũng được gọi là nguyên tử nhân tạo.[17]

• Giam trong các chấm lượng tử cũng có thể phát

sinh từ tiềm năng tĩnh điện (tạo ra bởi các điệncực bên ngoài, doping, căng thẳng, hoặc tạp chất)

• Công nghệ CMOS có thể được sử dụng để chế tạo

các chấm lượng tử silicon Siêu nhỏ (L = 20 nm,

W = 20 nm) CMOS transistor xử các chấm lượng

tử điện tử như là duy nhất khi hoạt động ở nhiệt

độ đông lạnh trong một phạm vi−269 ℃ (4 K)

đến khoảng−258 ℃ (15 K) Các bóng bán dẫn sẽ

hiển thị Coulomb phong tỏa do sạc tiến bộ của cácelectron một Số lượng của các electron bị hạn chếtrong kênh được điều khiển bởi điện áp cổng, bắtđầu từ một nghề nghiệp của zero electron, và nó

có thể được thiết lập để 1 hoặc nhiều người.[18]

2.2.3 Lắp ráp

Lee et al (2002) báo cáo sử dụng biến đổi genbacteriophage M13 virus để tạo ra các chấm lượng tửbiocomposite cấu trúc.[19] Như một nền tảng để làmviệc này, nó đã từng được chứng minh rằng loại virusbiến đổi gen có thể nhận ra cụ bán dẫn bề mặt thôngqua các phương pháp lựa chọn bằng cách hiển thị thểthực khuẩn tổ hợp.[20]Ngoài ra, nó được biết rằng tinh

2.3 TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 7

thể lỏng cấu trúc của virus hoang dại (Fd, M13, và TMV)

được điều chỉnh bằng cách điều khiển nồng độ dung

dịch, giải pháp sức mạnh ion, và bên ngoài từ trường

áp dụng cho các giải pháp Do đó, các thuộc tính nhận

dạng cụ thể của virus có thể được sử dụng để tổ chức

vô cơ tinh thể nano, tạo thành những mảng trật tự trên

quy mô chiều dài được xác định bởi hình tinh thể lỏng

Sử dụng thông tin này, Lee et al (2000) đã có thể tạo ra

tự lắp ráp, theo định hướng cao, phim tự hỗ trợ từ một

thể thực khuẩn và ZnS giải pháp tiền chất Hệ thống

này cho phép họ thay đổi cả chiều dài của vi khuẩn và

các loại vật liệu vô cơ thông qua biến đổi gen và lựa

chọn

2.2.4 Điện hóa lắp ráp

Mảng có trật tự cao của các chấm lượng tử cũng có thể

tự lắp ráp bằng điện kỹ thuật Một mẫu được tạo ra

bằng cách gây ra một phản ứng ion tại một giao diện

điện phân kim loại mà kết quả trong việc lắp ráp tự

phát của các cấu trúc nano, bao gồm các chấm lượng

tử, vào các kim loại sau đó được sử dụng như một mặt

nạ cho mesa-khắc các cấu trúc nano trên bề mặt được

chọn

2.2.5 Bulk-manufacture

antum dot sản xuất dựa trên một quá trình được gọi

là “nhiệt độ cao phun kép” đã được thu nhỏ lại bởi nhiều

công ty cho các ứng dụng thương mại yêu cầu với số

lượng lớn (hàng trăm kg để tấn) của các chấm lượng tử

Đây là một phương pháp sản xuất tái sản xuất có thể

được áp dụng cho một loạt các dấu chấm kích thước và

thành phần lượng tử

Các liên kết trong một số các chấm lượng tử

cadmium-miễn phí, chẳng hạn như các chấm lượng tử III-V-dựa,

là kết cộng hóa trị nhiều hơn thế trong vật liệu II-VI,

do đó nó là khó khăn hơn để mầm hạt nano riêng biệt

và tăng trưởng thông qua nhiệt độ cao tổng hợp phun

kép Một phương pháp khác của các chấm lượng tử tổng

hợp, các “hạt giống phân tử" quá trình, cung cấp một lộ

trình tái sản xuất để sản xuất của các chấm lượng tử có

chất lượng cao với số lượng lớn á trình sử dụng các

phân tử giống hệt nhau của một hợp chất phân tử cụm

như các trang web mầm cho sự phát triển các hạt nano,

như vậy tránh được sự cần thiết cho một bước tiêm ở

nhiệt độ cao Tăng trưởng hạt được duy trì bởi việc bổ

sung định kỳ các tiền chất ở nhiệt độ vừa phải cho đến

khi kích thước hạt mong muốn đạt được.[21]á trình

gieo hạt phân tử không giới hạn để sản xuất của các

chấm lượng tử cadmium-miễn phí; Ví dụ, quá trình này

có thể được sử dụng để tổng hợp các lô kilogram chất

lượng cao chấm II-VI lượng tử chỉ trong vài giờ

Một cách tiếp cận để sản xuất hàng loạt các chấm lượng

tử dạng keo có thể được nhìn thấy trong việc chuyển

giao các phương pháp nóng phun nổi tiếng để tổng

hợp vào một hệ thống dòng chảy liên tục kỹ thuật.Các biến thể batch-to-lô phát sinh từ nhu cầu trong cácphương pháp đã đề cập có thể được khắc phục bằngcách sử dụng các thành phần kỹ thuật để pha chế vàtăng trưởng cũng như giao thông vận tải và nhiệt độđiều chỉnh Đối với sản xuất của các hạt nano bán dẫnCdSe dựa trên phương pháp này đã được nghiên cứu vàđiều chỉnh với số lượng sản xuất kg mỗi tháng Từ việc

sử dụng các linh kiện kỹ thuật cho phép dễ dàng traođổi liên quan của tối đa thông qua-đặt và kích thước,

nó có thể được tăng cường hơn nữa đến hàng chục hoặcthậm chí hàng trăm kg[22]

Gần đây, một tập đoàn của các công ty Mỹ và Hà Lanbáo cáo một “cột mốc” trong khối lượng cao chấm lượng

tử sản xuất bằng cách áp dụng các phương pháp nhiệt

độ cao phun kép truyền thống với một hệ thống dòngchảy.[23] Tuy nhiên, như năm 2011, các ứng dụng sửdụng các chấm lượng tử số lượng lớn sản xuất là khó

có sẵn.[24]

2.2.6 Chấm lượng tử phi kim loại nặng

Ở nhiều vùng trên thế giới bây giờ có một hạn chế hoặccấm sử dụng các kim loại nặng trong nhiều sản phẩmgia dụng, điều đó có nghĩa rằng hầu hết cadmium chấmlượng tử dựa trên các ứng dụng không sử dụng đượccho người tiêu dùng hàng hóa

Đối với khả năng thương mại, một loạt các hạn chế,chấm lượng tử phi kim loại nặng đã được phát triểncho thấy phát sáng trong vùng hồng ngoại có thể nhìnthấy và gần của quang phổ và có đặc tính quang họctương tự như các chấm lượng tử CdSe Trong số các hệthống này là InP / ZnS và CuInS / ZnS, cho ví dụ.Peptide đang được nghiên cứu như tiềm năng chấmlượng tử vật chất[25] Kể từ peptide tự nhiên trong tất

cả các sinh vật, dấu chấm như vậy sẽ có khả năng làkhông độc và dễ dàng phân hủy sinh học

2.3 Tác động môi trường

Các tác động môi trường của sản xuất hàng loạt vàtiêu thụ của các chấm lượng tử hiện đang trải qua cácnghiên cứu trong phòng thí nghiệm cả tư nhân và côngcộng

2.4 Tính chất quang

Một tính năng quang học ngay lập tức các chấm lượng

tử keo là màu sắc của họ Trong khi nguyên vật liệu đãtạo nên một dấu chấm lượng tử xác định chữ ký nănglượng nội tại của nó, kích thước giới hạn lượng tử củatinh thể nano là quan trọng hơn là các năng lượng gầnkhoảng cách ban nhạc Do đó các chấm lượng tử của

Quang phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdTe các kích

cỡ khác nhau Chấm lượng tử khác nhau có kích thước phát ra

ánh sáng màu khác nhau do giam giữ lượng tử.

các vật liệu tương tự, nhưng với kích cỡ khác nhau, có

thể phát ra ánh sáng màu sắc khác nhau Lý do vật chất

là giam giữ lượng tử có hiệu lực

Lớn hơn các dấu chấm, các đỏ hơn (năng lượng thấp)

của nó huỳnh quang phổ Ngược lại, các chấm nhỏ phát

ra xanh hơn (năng lượng cao hơn) ánh sáng Các màu

sắc là có liên quan trực tiếp đến các mức năng lượng

của các chấm lượng tử Nói về số lượng, các năng lượng

bandgap đó sẽ xác định năng lượng (và do đó màu sắc)

của ánh sáng huỳnh quang là tỉ lệ nghịch với kích thước

của các chấm lượng tử Chấm lượng tử lớn hơn có nhiều

mức năng lượng mà còn được gần nhau hơn Điều này

cho phép các chấm lượng tử hấp thụ photon có chứa ít

năng lượng hơn, nghĩa là những người gần gũi hơn với

cuối màu đỏ của quang phổ Bài báo gần đây trong công

nghệ nano và các tạp chí khác đã bắt đầu cho thấy hình

dạng của các chấm lượng tử có thể là một yếu tố trong

màu sắc là tốt, nhưng vẫn chưa đủ thông tin không có

sẵn Hơn nữa, nó được thể hiện [ 26 ] rằng cuộc đời

của huỳnh quang được xác định bởi kích thước của các

chấm lượng tử Chấm lớn hơn đã gần nhau hơn mức

năng lượng trong đó các cặp electron-lỗ có thể bị mắc

kẹt Vì vậy, các cặp electron-lỗ ở các chấm lớn hơn sống

còn gây dấu chấm lớn hơn để cho thấy một cuộc đời dài

Như với bất kỳ chất bán dẫn tinh, điện tử một chấm

lượng tử của các hàm sóng mở rộng trên các mạng tinh

thể Tương tự như một phân tử, một chấm lượng tử có

cả một lượng tử năng lượng quang phổ và một lượng

tử hóa của các quốc gia có mật độ điện tử đến gần mép

khe hở

Các chấm lượng tử có thể được tổng hợp bằng lớn hơn

(dày hơn) vỏ (chấm lượng tử CdSe với CdS vỏ) Độ

dày vỏ đã cho thấy mối tương quan trực tiếp đến các

tính chất quang phổ của các hạt giống như cuộc đời và

cường độ phát thải, mà còn cho sự ổn địn

2.5 Ứng dụng

Chấm lượng tử là đặc biệt quan trọng cho các ứng dụngquang học do cao hệ số dập tắt.[26]Trong các ứng dụngđiện tử, họ đã được chứng minh để hoạt động nhưmột bóng bán dẫn đơn điện tử và hiển thị phong tỏaCoulomb có hiệu lực Các chấm lượng tử cũng đã được

đề xuất như là hiện thực của qubit cho xử lý thông tinlượng tử

Khả năng điều chỉnh kích thước của các chấm lượng tử

là thuận lợi cho nhiều ứng dụng Ví dụ, các chấm lượng

tử lớn hơn có một quang phổ-shi hơn đối với màu đỏ

so với các chấm nhỏ, và triển lãm đặc tính lượng tử ít

rõ rệt hơn Ngược lại, các hạt nhỏ hơn cho phép một đểtận dụng lợi thế của các hiệu ứng lượng tử tinh tế hơn

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos

đã phát triển một thiết bị có hiệu quả sản xuất ánh sáng nhìn thấy, thông qua chuyển giao năng lượng từ lớp mỏng của giếng lượng tử để các tinh thể ở trên lớp [27]

Là zero chiều, chấm lượng tử có một nét hơn mật độcủa các quốc gia so với cấu trúc cao hơn chiều Kết quả

là, họ có tính chất vận chuyển và quang học cao, vàđang được nghiên cứu để sử dụng trong laser diode, bộkhuếch đại, và các cảm biến sinh học Các chấm lượng

tử có thể được kích thích trong một trường điện từ tăngcường sản xuất trong nước bằng các hạt nano vàng, màsau đó có thể được quan sát từ mặt cộng hưởng plasmontrong phổ kích thích của photoluminescent (CdSe) tinhthể nano ZnS Chấm lượng tử chất lượng cao rất thíchhợp cho việc mã hóa và ứng dụng ghép kênh quang học

2.5 ỨNG DỤNG 9

do tiểu kích thích rộng và phổ phát xạ hẹp / đối xứng

Các thế hệ mới của các chấm lượng tử có ảnh hưởng

sâu rộng tiềm năng cho việc nghiên cứu các quá trình

nội bào ở mức độ đơn phân tử, có độ phân giải cao hình

ảnh di động, lâu dài trong quan sát cơ thể của nạn buôn

bán động, nhắm mục tiêu khối u, và chẩn đoán

2.5.1 Computing

Công nghệ chấm lượng tử là một trong những ứng cử

viên hứa hẹn nhất để sử dụng trong trạng thái rắn tính

toán lượng tử Bằng cách áp dụng điện áp nhỏ để các

tiềm năng, dòng điện tử thông qua các chấm lượng tử

có thể được kiểm soát và đo lường chính xác do đó các

spin và các tài sản khác trong đó có thể được thực hiện

Với một số vướng chấm lượng tử, hay qubit, cộng với

một cách thực hiện các hoạt động, tính toán lượng tử

và máy tính sẽ thực hiện chúng có thể thực hiện được

2.5.2 Sinh học

Trong phân tích sinh học hiện đại, các loại thuốc

nhuộm hữu cơ được sử dụng Tuy nhiên, với mỗi năm

trôi qua, linh hoạt hơn đang được yêu cầu của các thuốc

nhuộm, thuốc nhuộm và các truyền thống thường

không thể đáp ứng được sự mong đợi.[28] Để kết thúc

này, các chấm lượng tử đã nhanh chóng điền vào vai

trò, được tìm thấy là tốt để thuốc nhuộm hữu cơ truyền

thống trên một số đếm, một trong những con người

sáng ngay lập tức rõ ràng nhất (do các cơ tuyệt chủng

cao đồng hiệu quả kết hợp với một hiệu suất lượng tử so

sánh với thuốc nhuộm huỳnh quang[29]) cũng như sự

ổn định của họ (cho phép ít hơn nhiều photobleaching)

Người ta ước tính rằng các chấm lượng tử được sáng

hơn 20 lần và 100 lần ổn định hơn các phóng viên

huỳnh quang truyền thống[28]Để theo dõi hạt đơn, các

bất thường nhấp nháy của các chấm lượng tử là một

nhược điểm nhỏ

Việc sử dụng các chấm lượng tử cho hình ảnh di động

có độ nhạy cao đã nhìn thấy những tiến bộ lớn trong

thập kỷ qua[30]Các photostability cải thiện các chấm

lượng tử, ví dụ, cho phép việc mua lại nhiều hình

ảnh mặt phẳng tiêu cự liên tục có thể được xây dựng

lại thành một cao độ phân giải hình ảnh ba chiều[31]

Một ứng dụng khác mà lợi dụng các photostability phi

thường của thiết bị thăm dò chấm lượng tử là theo dõi

thời gian thực của các phân tử và tế bào trong thời gian

dài của thời gian.[32] Các kháng thể, streptavidin,[33]

peptides,[34] DNA,[35] nucleic acid aptamers,[36] hoặc

phân tử nhỏ ligand[16]có thể được sử dụng để nhắm

mục tiêu các chấm lượng tử với các protein cụ thể trên

tế bào Các nhà nghiên cứu đã có thể quan sát các chấm

lượng tử trong các hạch bạch huyết của những con

chuột trong hơn 4 tháng.[37]

Chấm lượng tử bán dẫn cũng đã được sử dụng cho in

vitro hình ảnh của tế bào tiền ghi trên nhãn Khả năng

di chuyển hình ảnh tế bào đơn trong thời gian thựcđược dự kiến sẽ là quan trọng đối với một số lĩnh vựcnghiên cứu như phôi, ung thư di căn, tế bào gốc trị liệu,

và lymphocyte miễn dịch học

Một ứng dụng cụ thể của các chấm lượng tử trong sinhhọc là như fluorophore các nhà tài trợ trong Förstertruyền năng lượng cộng hưởng, nơi mà các hệ số dậptắt lớn và độ tinh khiết quang phổ của các huỳnh quanglàm cho họ vượt trội so với phân tử huỳnh quang[38]Nócũng đáng chú ý rằng sự hấp thụ rộng của QDs phépkích thích có chọn lọc của các nhà tài trợ QD và mộtkích thích nhỏ nhất của một chất nhận thuốc nhuộmtrong nghiên cứu băn khoăn trên[39]Việc ứng dụng các

mô hình băn khoăn, trong đó giả định rằng Dot lượng

tử có thể được xấp xỉ như một lưỡng cực điểm, gần đây

đã được chứng minh[40]

SCác nhà khoa học đã chứng minh rằng các chấm lượng

tử là tốt hơn đáng kể hơn so với các phương pháp đểcung cấp một công cụ gen im lặng, được gọi là hiệnsiRNA, vào các tế bào.[41]

Nỗ lực đầu tiên đã được thực hiện để sử dụng các chấmlượng tử khối u nhắm mục tiêu dưới in vivo điều kiện

Có hai chương trình mục tiêu cơ bản: mục tiêu hoạtđộng và mục tiêu thụ động Trong trường hợp các mụctiêu hoạt động, chấm lượng tử được chức hóa với cáctrang web liên kết khối u cụ thể để chọn lọc liên kếtvới các tế bào khối u Nhắm mục tiêu thụ động sử dụngthẩm thấu tăng cường và duy trì các tế bào khối u choviệc cung cấp các thiết bị thăm dò chấm lượng tử Các

tế bào khối u phát triển nhanh thường có màng thấmhơn các tế bào khỏe mạnh, cho phép sự rò rỉ của cáchạt nano nhỏ vào các tế bào cơ thể Hơn nữa, các tếbào khối u thiếu một hệ thống dẫn lưu bạch huyết cóhiệu quả, dẫn đến tiếp theo bằng hạt nano tích lũy.Một trong những vấn đề còn có những chấm lượng tử làthiết bị thăm dò tiềm năng của họ trong độc cơ thể Ví

dụ, các tinh thể nano CdSe có độc tính cao đối với các tếbào nuôi cấy dưới ánh sáng tia cực tím Năng lượng củabức xạ tia cực tím là gần đó của các cộng hóa trị nănglượng liên kết hóa học của các tinh thể nano CdSe Kếtquả là, các hạt bán dẫn có thể bị giải thể, trong mộtquá trình được gọi là quang phân, để giải phóng cácion cadmium độc hại vào môi trường nuôi cấy Trongtrường hợp không chiếu xạ UV, tuy nhiên, chấm lượng

tử với một lớp phủ polymer ổn định đã được tìm thấy làchất không độc hại.[37][42]hydrogel đóng gói các chấmlượng tử cho phép các chấm lượng tử sẽ được giới thiệuvào một dung dịch nước ổn định, giảm khả năng củacadmium leakage.en một lần nữa, chỉ biết rất ít vềquá trình bài tiết của các chấm lượng tử từ các sinhvật sống.[43]Những câu hỏi và khác phải được kiểm tracẩn thận trước khi ứng dụng chấm lượng tử trong khối

u hoặc mạch máu hình ảnh có thể được chấp thuận cho

sử dụng lâm sàng của con người

Một ứng dụng cắt-cạnh tiềm năng của các chấm lượng

tử đang được nghiên cứu, có các chấm lượng tử hoạt

động như các chất vô cơ huỳnh quang để phát hiện lúc

mổ khối u bằng huỳnh quang phổ

Giao hàng tận nơi các chấm lượng tử không bị hư

hại đến các tế bào chất là một thách thức với các kỹ

thuật hiện có Phương pháp dựa trên vector đã dẫn

đến sự kết hợp và endosomal cô lập các chấm lượng

tử trong khi electroporation có thể làm hỏng các hạt

bán dẫn và tổng hợp giao chấm trong bào tương di

ép - một phương pháp phát minh vào năm 2013 bởi

Armon Sharei, Robert Langer và Klavs Jensen tại MIT

- đã chứng minh hiệu quả cytosolic giao hàng của các

chấm lượng tử mà không gây kết tập, tài liệu trong

endosomes, hoặc mất mát đáng kể khả năng sống của

tế bào bẫy Hơn nữa, nó đã chỉ ra rằng các chấm lượng

tử cá nhân thực hiện bởi phương pháp này có thể phát

hiện trong bào tương tế bào, do đó minh họa cho tiềm

năng của kỹ thuật này cho các nghiên cứu theo dõi đơn

phân tử Những kết quả này chỉ ra rằng tế bào ép có khả

năng có thể được thực hiện như là một nền tảng mạnh

mẽ cho các chấm lượng tử dựa trên hình ảnh trong một

loạt các ứng dụng.[44]

2.5.3 Thiết bị quang điện

Các chấm lượng tử có thể làm tăng hiệu quả và giảm

chi phí của silicon điển hình hiện nay của các tế bào

quang điện eo một bằng chứng thực nghiệm từ năm

2004,[45]các chấm lượng tử của selenua chì có thể sản

xuất nhiều hơn một exciton từ một photon năng lượng

cao thông qua các quá trình của nhân chuyên chở hay

nhiều thế hệ exciton (MEG) Điều này khá cao so với

các tế bào quang điện ngày nay mà chỉ có thể quản lý

một exciton mỗi photon năng lượng cao, với các hãng

năng lượng động học cao mất đi năng lượng của họ như

là nhiệt Chấm lượng tử quang điện theo lý thuyết có

giá rẻ hơn để sản xuất, vì chúng có thể được thực hiện

“sử dụng các phản ứng hóa học đơn giản.”

2.5.4 Light emitting devices

Có một số phương pháp đề xuất cho việc sử dụng

các chấm lượng tử để cải thiện hiện diode phát sáng

(LED) thiết kế, bao gồm cả “antum Dot Light

Emiing Diode” (QĐ-LED) và “antum Dot White

Light Emiing Diode” (QĐ-WLED) hiển thị Bởi vì các

chấm lượng tử tự nhiên sản xuất đơn sắc ánh sáng, họ

có thể có hiệu quả hơn các nguồn ánh sáng mà phải

được lọc màu QĐ-LED có thể được chế tạo trên một

chất nền silicon, cho phép họ được tích hợp vào silicon

dựa trên tiêu chuẩn mạch tích hợp hoặc các hệ thống

vi cơ điện tử.[46]Các chấm lượng tử có giá trị cho màn

hình, vì chúng phát ra ánh sáng trong rất cụ thể phân

phối Gaussian Điều này có thể dẫn đến một màn hình

hiển thị với màu sắc rõ ràng chính xác hơn Một màu

thông thường màn hình tinh thể lỏng (LCD) thường

được backlit bằng đèn huỳnh quang (CCFL) hoặc đèn

LED trắng thông thường có màu lọc để sản xuất pixel

đỏ, xanh lá cây, và màu xanh Một cải tiến được sử dụngmột màu xanh-Emiing LED làm nguồn ánh sáng vàchuyển đổi một phần của ánh sáng phát ra vào thườngtinh khiết ánh sáng màu xanh lá cây và màu đỏ của cácchấm lượng tử thích hợp được đặt ở phía trước của đènLED màu xanh Đây là loại ánh sáng trắng như đèn nềncủa một màn hình LCD cho phép các gam màu tốt nhấtvới chi phí thấp hơn so với một sự kết hợp RGB LED sửdụng ba đèn LED

Trong tháng 6 năm 2006, QD Vision công bố thànhcông trong việc đưa ra một kỹ thuật proof-of-conceptchấm lượng tử hiển thị và hiển thị một phát sáng trongvùng hồng ngoại có thể nhìn thấy và gần của quangphổ Một QĐ-LED tích hợp ở một kính hiển vi quét đầuđược sử dụng để chứng minh huỳnh quang quét hiển viquang học (near-field NSOM) hình ảnh.[47]Ngoài ra, kể

từ khi phát hiện ra “phát ra ánh sáng trắng” QD, ứngdụng ánh sáng chung rắn xuất hiện gần hơn bao giờhết.[48]

2.5.5 Photodetector devices

antum dot tách sóng quang (QDPs) có thể được chếtạo hoặc thông qua giải pháp xử lý[49]hoặc từ các chấtbán dẫn đơn tinh thể thông thường[50]QDPs đơn tinhthể bán dẫn thường được loại trừ từ tích hợp với thiết

bị điện tử hữu cơ linh hoạt do sự không tương thích của

họ tăng trưởng điều kiện với các cửa sổ trình theo yêucầu của các chất bán dẫn hữu cơ Mặt khác, QDPs giảipháp xử lý có thể dễ dàng tích hợp với một loạt gần như

vô hạn của chất nền, và cũng xử lý sau trên mạch tíchhợp khác Như keo QDPs có tiềm năng ứng dụng tronggiám sát, thị giác máy, kiểm tra công nghiệp, quangphổ, và hình ảnh y sinh học huỳnh quang

2.6 Mô hình lý thuyết

Một loạt các khuôn khổ lý thuyết tồn tại để mô hìnhtính chất quang học, điện tử, và cấu trúc của các chấmlượng tử Đây có thể được phân chia thành cơ học lượng

tử, bán cổ điển, và cổ điển

2.6.1 Cơ học lượng tử

Mô hình cơ học lượng tử và mô phỏng của các chấmlượng tử thường liên quan đến sự tương tác của electronvới một pseudopotential hoặc ma trận ngẫu nhiên.[51]

2.6.2 bán cổ điển

Mô hình bán cổ điển của các chấm lượng tử thườngxuyên kết hợp một hóa năng Ví dụ, e hóa năng nhiệtđộng lực học của N hệ thống -particle được cho bởi

2.7 CHÚ THÍCH 11

µ(N ) = E(N ) − E(N − 1)

Về năng lượng mà có thể thu được các giải pháp của

phương trình Schrödinger Các định nghĩa của điện

có thể được áp dụng cho một chấm lượng tử với việc bổ

sung hoặc loại bỏ các điện tử cá nhân,

là “dung lượng tử" của một chấm lượng tử, nơi chúng

ta ký hiệu là I (N) tiềm năng ion hóa và A (N) ái lực

electron của N hệ thống -particle.[52]

2.6.3 Classical Mechanics

Mô hình cổ điển của các thuộc tính tĩnh điện của các

điện tử trong chấm lượng tử tương tự như trong tự

nhiên để các vấn đề omson của tối ưu phân phối điện

tử trên cầu đơn vị

Việc điều trị tĩnh điện cổ điển của các electron bị hạn

chế để chấm lượng tử hình cầu là tương tự như điều

trị của họ trong omson,[53]hoặc mận mô hình bánh,

của nguyên tử.[54]

Phương pháp điều trị cổ điển của cả hai chấm lượng

tử hai chiều và ba chiều hiện vỏ điền electron hành vi

Một " bảng tuần hoàn các nguyên tử nhân tạo cổ điển

"đã được mô tả trong các chấm lượng tử hai chiều[55]

Cũng như vậy, một số kết nối đã được báo cáo giữa các

vấn đề và electron omson mô hình ba chiều vỏ điền

được tìm thấy trong tự nhiên xảy ra các nguyên tử được

tìm thấy khắp bảng tuần hoàn [56]Tác phẩm thứ này có

nguồn gốc trong mô hình điện cổ điển của các electron

trong một chấm lượng tử hình cầu đại diện bởi một quả

cầu điện môi lý tưởng[57]

2.7 Chú thích

[1] Brus, L.E (2007) “Chemistry and Physics of

Semiconductor Nanocrystals” (PDF) Truy cập

ngày 7 tháng 7 năm 2009

[2] Norris, D.J (1995) “Measurement and Assignment ofthe Size-Dependent Optical Spectrum in CadmiumSelenide (CdSe) antum Dots, PhD thesis, MIT” .[3] Murray, C B.; Kagan, C R.; Bawendi, M G (2000)

“Synthesis and Characterization of MonodisperseNanocrystals and Close-Packed Nanocrystal

Assemblies” Annual Review of Materials Research

30 (1): 545–610 Bibcode:2000AnRMS 30 545M

doi:10.1146/annurev.matsci.30.1.545.[4] Екимов АИ, Онущенко АА (1981) “Квантовыйразмерный эффект в трехмерных микрокристаллахполупроводников”(PDF) Письма в ЖЭТФ 34: 363–

[6] Ekimov AI, Efros AL, Onushchenko AA (1985)

“antum size effect in semiconductor microcrystals”

Solid State Communications 56 (11): 921–924.

doi:10.1016/S0038-1098(85)80025-9.[7] “Nanotechnology Timeline” National Nanotechnology

Initiative.

[8] Reed MA, Randall JN, Aggarwal RJ, Matyi RJ, Moore

TM, Wetsel AE (1988) “Observation of discreteelectronic states in a zero-dimensional semiconductornanostructure” (PDF) Phys Rev Le 60 (6): 535–

537 Bibcode:1988PhRvL 60 535R PMID 10038575

doi:10.1103/PhysRevLe.60.535.[9] “antum Dots Produce More Colorful Sony TVs MITTechnology Review” MIT Technology Review Truycập 15 tháng 3 năm 2015

[10] “Nanotechnology Information Center: Properties,Applications, Research, and Safety Guidelines”.American Elements

[11] Brandrup, J.; Immergut, E.H (1966) Polymer Handbook

(ấn bản 2) New York: Wiley tr 240–246

[12] Khare, Ankur, Wills, Andrew W., Ammerman,Lauren M., Noris, David J., and Aydil, Eray S.(2011) “Size control and quantum confinement in

Cu2ZnSnS4 nanocrystals” Chem Commun 47 (42): 47.

doi:10.1039/C1CC14687D.[13] Greenemeier, L (ngày 5 tháng 2 năm 2008) “NewElectronics Promise Wireless at Warp Speed” Scientific

American.

[14] “SCIENCE WATCH; Tiny Lasers Break Speed Record”

e New York Times Ngày 31 tháng 12 năm 1991.

[15] C Delerue, M Lannoo (2004) Nanostructures: eory

and Modelling Springer tr 47.ISBN 3-540-20694-9.[16] Zherebetskyy D., Scheele M., Zhang Y., Bronstein N.,

ompson C., Bri D., Salmeron M., Alivisatos P.,Wang L.W Science 2014 June;344(6190):1380-4 (2014)

“Hydroxylation of the surface of PbS nanocrystalspassivated with oleic acid” Science 344 (6190): 1380–

1384.doi:10.1126/science.1252727

[17] Silbey, Robert J.; Alberty, Robert A.; Bawendi, Moungi

G (2005) Physical Chemistry, 4th ed John Wiley &Sons.

tr 835

[18] Prati, Enrico; De Michielis, Marco; Belli, Maeo;

Cocco, Simone; Fanciulli, Marco; Kotekar-Patil,

Dharmraj; Ruoff, Mahias; Kern, Dieter P và

đồng nghiệp (2012) “Few electron limit of

n-type metal oxide semiconductor single electron

transistors” Nanotechnology 23 (21): 215204

Bibcode:2012Nanot 23u5204P PMID 22552118

arXiv:1203.4811.doi:10.1088/0957-4484/23/21/215204

[19] Lee SW, Mao C, Flynn CE, Belcher AM (2002) “Ordering

of quantum dots using genetically engineered viruses”

Science 296 (5569): 892–5.Bibcode:2002Sci…296 892L

PMID 11988570.doi:10.1126/science.1068054

[20] Whaley SR, English DS, Hu EL, Barbara PF,

Belcher AM (2000) “Selection of peptides with

semiconductor binding specificity for directed

nanocrystal assembly” Nature 405 (6787): 665–8.PMID

10864319.doi:10.1038/35015043

[21] Jawaid A.M., Chaopadhyay S., Wink D.J., Page

L.E., Snee P.T (2013) “A” ACS Nano 7: 3190.

doi:10.1021/nn305697q

[22] “Continuous Flow Synthesis Method for Fluorescent

antum Dots” Truy cập 15 tháng 3 năm 2015

[23] antum Materials Corporation and the Access2Flow

Consortium (2011).“antum materials corp achieves

milestone in High Volume Production of antum

Dots” Truy cập ngày 7 tháng 7 năm 2011

[24] e Economist (ngày 16 tháng 6 năm 2011)

“antum-dot displays-Doing the eyes” Truy cập ngày 7 tháng

7 năm 2011

[25] Hauser, Charloe A E.; Zhang, Shuguang (25

tháng 11 năm 2010) “Peptides as biological

semiconductors” Nature 468 (7323): 516–517

Bibcode:2010Natur.468 516H doi:10.1038/468516a

Truy cập ngày 10 tháng 4 năm 2010

[26] Hoàn thành chú thích này

[27] Achermann, M.; Petruska, M A.; Smith, D L.;

Koleske, D D.; Klimov, V I (2004) “Energy-transfer

pumping of semiconductor nanocrystals using an

epitaxial quantum well” Nature 429 (6992): 642–646.

Bibcode:2004Natur.429 642A.doi:10.1038/nature02571

[28] Walling, M A.; Novak, Shepard (tháng 2 năm 2009)

“antum Dots for Live Cell and In Vivo Imaging”

Int J Mol Sci 10 (2): 441–491.PMC 2660663.PMID

19333416.doi:10.3390/ijms10020441

[29] Michalet X, Pinaud FF, Bentolila LA và đồng

nghiệp (2005) “antum dots for live cells, in

vivo imaging, and diagnostics” Science 307 (5709):

by autocorrelation analysis using quantum dots”

Journal of Cell Science (Free full text) 118 (Pt 5): 1091–8.

PMID 15731014.doi:10.1242/jcs.01662.[32] Dahan, M; Lévi, S; Luccardini, C; Rostaing, P;Riveau, B; Triller, A (tháng 10 năm 2003) “Diffusiondynamics of glycine receptors revealed by single-

quantum dot tracking” Science 302 (5644): 442–

5 Bibcode:2003Sci…302 442D PMID 14564008

doi:10.1126/science.1088525.[33] Howarth M, Liu W, Puthenveetil S, Zheng Y, Marshall

LF, Schmidt MM, Wirup KD, Bawendi MG, Ting AY.Nat Methods 2008 May;5(5):397-9 (2008).“Monovalent,reduced-size quantum dots for imaging receptors onliving cells” Nature methods 5 (5): 397–9.PMC 2637151

PMID 18425138.doi:10.1038/nmeth.1206.[34] Akerman ME, Chan WC, Laakkonen P, Bhatia SN,Ruoslahti E Proc Natl Acad Sci U S A 2002 Oct1;99(20):12617-21 (2002) “Nanocrystal targeting invivo” Proceedings of the National Academy of Sciences

of the United States of America 99 (20): 12617–

21.Bibcode:2002PNAS…9912617A.PMC 130509.PMID

12235356.doi:10.1073/pnas.152463399.[35] Farlow J, Seo D, Broaders, KE, Taylor, MJ,Gartner ZJ, Jun, YW Nat Methods U S A 2013Oct (2013) “Formation of targeted monovalent

quantum dots by steric exclusion” Nature Methods.

doi:10.1038/nmeth.2682.[36] Dwarakanath S, Bruno JG, Shastry A, Phillips T, John

AA, Kumar A, Stephenson LD Biochem Biophys ResCommun 2004 Dec 17;325(3):739-43 (2004) “antumdot-antibody and aptamer conjugates shi fluorescence

upon binding bacteria” Biochemical and Biophysical

Research Communications 325 (3): 739–43. PMID

15541352.doi:10.1016/j.bbrc.2004.10.099.[37] Ballou, B; Lagerholm, Bc; Ernst, La; Bruchez, Mp;Waggoner, As (2004) “Noninvasive imaging of

quantum dots in mice” Bioconjugate chemistry

(Free full text) 15 (1): 79–86. PMID 14733586

doi:10.1021/bc034153y.[38] Resch-Genger, Ute; Grabolle, Markus; Cavaliere-Jaricot,Sara; Nitschke, Roland; Nann, omas (ngày 28 tháng

8 năm 2008) “antum dots versus organic dyes as

fluorescent labels” Nature Methods 5 (9): 763–775.

doi:10.1038/nmeth.1248.[39] Algar, W Russ; Krull, Ulrich J (ngày 7 tháng 11năm 2007) “antum dots as donors in fluorescenceresonance energy transfer for the bioanalysis ofnucleic acids, proteins, and other biological molecules”

Analytical and Bioanalytical Chemistry 391 (5): 1609–

1618.doi:10.1007/s00216-007-1703-3.[40] Beane, Gary; Boldt, Klaus; Kirkwood, Nicholas;Mulvaney, Paul (ngày 7 tháng 8 năm 2014) “EnergyTransfer between antum Dots and Conjugated Dye

2.8 LIÊN KẾT NGOÀI 13

Molecules” e Journal of Physical Chemistry C 118

(31): 18079–18086.doi:10.1021/jp502033d

[41] “Gene Silencer and antum Dots Reduce Protein

Production to a Whisper” Newswise Truy cập ngày 24

tháng 6 năm 2008

[42] Pelley JL, Daar AS, Saner MA Toxicol Sci 2009

Dec;112(2):276-96 (2009).“State of academic knowledge

on toxicity and biological fate of quantum dots”

Toxicological sciences: an official journal of the Society

of Toxicology 112 (2): 276–96. PMC 2777075 PMID

19684286.doi:10.1093/toxsci/kfp188

[43] Choi HS, Liu W, Misra P, Tanaka E, Zimmer JP, Iy

Ipe B, Bawendi MG, Frangioni JV Nat Biotechnol 2007

Oct;25(10):1165–70 Epub 2007 Sep 23 (2007) “Renal

clearance of quantum dots” Nature Biotechnology

25 (10): 1165–70. PMC 2702539 PMID 17891134

doi:10.1038/nbt1340

[44] Armon Sharei, Janet Zoldan, Andrea Adamo, Woo

Young Sim, Nahyun Cho, Emily Jackson, Shirley Mao,

Sabine Schneider, Min-Joon Han, Abigail

Lyon-Jean, Pamela A Basto, Siddharth Jhunjhunwala,

Jungmin Lee, Daniel A Heller, Jeon Woong Kang,

George C Hartoularos, Kwang-Soo Kim, Daniel G

Anderson, Robert Langer, and Klavs F Jensen (2013)

“A vector-free microfluidic platform for intracellular

delivery” PNAS. Bibcode:2013PNAS 110.2082S

doi:10.1073/pnas.1218705110

[45] Schaller, R.; Klimov, V (2004) “High Efficiency Carrier

Multiplication in PbSe Nanocrystals: Implications for

Solar Energy Conversion” Physical Review Leers

[47] Hoshino, Kazunori; Gopal, Ashwini; Glaz, Micah

S.; Vanden Bout, David A.; Zhang, Xiaojing (2012)

“Nanoscale fluorescence imaging with quantum dot

near-field electroluminescence” Applied Physics Leers

101 (4): 043118 Bibcode:2012ApPhL.101d3118H

doi:10.1063/1.4739235

[48] Shrinking quantum dots to produce white light

Vanderbilt’s Online Research Magazine Vanderbilt.edu

Truy cập ngày 24 tháng 7 năm 2013

[49] Konstantatos, G.; Sargent, E H (2009)

“Solution-Processed antum Dot Photodetectors”

Proceedings of the IEEE 97 (10): 1666–1683.

doi:10.1109/JPROC.2009.2025612

[50] Vaillancourt, J.; Lu, X.-J.; Lu, Xuejun (2011)

Middle Wave Infrared (MWIR) antum-Dot

Photodetector” Optics and Photonics Leers 4 (2):

1–5.doi:10.1142/S1793528811000196

[51] Zumbühl DM, Miller JB, Marcus CM, Campman

K, Gossard AC (tháng 12 năm 2002)

“Spin-orbit coupling, antilocalization, and parallel

magnetic fields in quantum dots” Phys Rev Le.

89 (27): 276803 Bibcode:2002PhRvL 89A6803Z

PMID 12513231 arXiv:cond-mat/0208436

doi:10.1103/PhysRevLe.89.276803.[52] G J Iafrate, K Hess, J B Krieger, and M Macucci(1995) “Capacitive nature of atomic-sized structures”

Phys Rev B 52 (15).doi:10.1103/physrevb.52.10737.[53] J.J omson (1904).“On the Structure of the Atom: anInvestigation of the Stability and Periods of Oscillation

of a number of Corpuscles arranged at equal intervalsaround the Circumference of a Circle; with Application

of the Results to the eory of Atomic Structure”

(extract of paper).Philosophical Magazine Series 6 7 (39):

237.doi:10.1080/14786440409463107.[54] S Bednarek, B Szafran, and J Adamowski (1999)

“Many-electron artificial atoms” Phys Rev B 59

(20): 13036–13042 Bibcode:1999PhRvB 5913036B

doi:10.1103/PhysRevB.59.13036.[55] V M Bedanov and F M Peeters (1994) “Orderingand phase transitions of charged particles in a

classical finite two-dimensional system” Physical

Review B 49: 2667–2676.Bibcode:1994PhRvB 49.2667B

doi:10.1103/PhysRevB.49.2667.[56] T LaFave Jr (2013) “Correspondences between theclassical electrostatic omson Problem and atomic

electronic structure” Journal of Electrostatics 71 (6):

1029–1035.doi:10.1016/j.elstat.2013.10.001.[57] T LaFave Jr (2011) “e discrete charge dielectric

model of electrostatic energy” Journal of Electrostatics

• Single quantum dots optical properties

• antum dot on arxiv.org

• antum Dots Research and Technical Data

Điện li

Điện li hay ion hóa là quá trình mộtnguyên tửhay

phân tửtích một điện tích âm hay dương bằng cách

nhận thêm hay mất đielectronđể tạo thành cácion,

thường đi kèm các thay đổi hóa học khác Ion dương

được tạo thành khi chúng hấp thụ đủnăng lượng(năng

lượng này phải lớn hơn hoặc bằng thế năng tương tác

của electron trong nguyên tử) để giải phóng electron,

những electron được giải phóng này được gọi là những

electron tự do Năng lượng cần thiết để xảy ra quá trình

này gọi lànăng lượng ion hóa Ion âm được tạo thành

khi một electron tự do nào đó đập vào một nguyên tử

mang điện trung hòa ngay lập tức bị tóm và thiết lập

hàng rào thế năngvới nguyên tử này, vì nó không còn

đủ năng lượng để thoát khỏi nguyên tử này nữa nên

hình thành ion âm

Một trường hợp điện ly đơn giản là chất có liên kết ion

hoặc liên kết cộng hoá trị phân cực thành các ion riêng

rẽ trong môi trường nước Ví dụ như NaCl (muối)

3.1 Nguyên nhân

Phân tử nước bị phân cực thành hai đầu âm và dương do

nguyên tử oxicó độ âm điện lớn hơn nguyên tửhidro,

cặpelectrondùng chung bị lệch về phía oxi Vì thế đã

tách các chất cũng có tính phân cực ra thành các ion,

ion dương tách ra bởi nguyên tử oxi (mang điện âm) còn

ion âm được tách ra bởi nguyên tử hidro (mang điện

dương) của nước á trình này có giải phóng năng

lượng domạng tinh thể(hoặc liên kết giữa các nguyên

tử) bị phá vỡ

3.2 Độ điện li

Độ điện ly là tỉ số giữa sốphân tửphân ly thành ion và

tổng số phân tử đã hòa tan vàodung dịch

• Dung dịch các axit mạnh: HNO3, HCl, HI,…

• Hầu hết các muối: NaCl, NaNO3, BaSO4,AgCl…

Các dung dịch muối điện ly mạnh là muối tạo thànhbởi gốcbazơvà gốcaxitmạnh Ví dụ: Muối NaCl đượctạo bởi bazơ mạnh là NaOH và axit mạnh là HCl

Ta coi các chất điện ly mạnh có độ điện ly α = 1 Nghĩa

là các dung dịch chứa chất điện ly mạnh điện ly hoàntoàn

Phương trình điện li:

Axit > Cation H+ + Anion gốc axitBazơ tan > Cation Kl + Anion OH-Muối tan > Cation KL/NH4+ + Anion gốc axit

3.3.2 Các chất điện li trung bình và yếu

-Là chất khi tan trong nước chỉ có một phần số phân tửhòa tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dướidạng phân tử trong dung dịch.Gồm: Axit yếu, bazơyếu, do diện li phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ,dung môi, bản chất của chất điện ly.Vd: +Axit yếu:H2S,

H2SO3,H3PO4, CH3COOH…

+Bazơ không tan trong nước: Cu(OH)2, Fe(OH)3….+CuCl, HgCl2, Hg(CN)2…

14

3.4 THAM KHẢO 15

3.4 Tham khảo

Điện Mặt Trời

'Cây' điện mặt trời ở Styria , Áo

Điện mặt trời (tiếng Anh: Photovoltaics - PV), cũng

được gọi là quang điện hay quang năng là lĩnh vực

nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng mặt

trời trực tiếp thành điện năng nhờpin mặt trời Ngàynay, do nhu cầu năng lượng sạch ngày càng nhiều nênngành sản xuất pin mặt trời phát triển cực kỳ nhanhchóng[1][2][3]

Sản lượng điện mặt trời tăng 48% mỗi năm kể từ 2002,nghĩa là cứ hai năm lại tăng gấp đôi và đã giúp ngànhnăng lượng này đạt tốc độ tăng trưởng cao nhất thếgiới Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn thế giớiđạt 12400 MW công suất quang điện[4]trong đó khoảng90% hòa vào mạng lưới điện chung[5], còn lại được lắptrên tường hay mái của nhiều tòa nhà gọi làhệ thốngtích hơp điện mặt trời cho tòa nhà[6]

Nhiều ưu đãi tài chính như chính sách trợ thuế đã giúpngành điện mặt trời ở một số nước như Đức, Nhật,

Israel,Hoa Kỳ, vàÚcđã thúc đẩy ngành sản xuất pháttriển nhanh chóng

electronlàm năng lượng của electron tăng lên và di

16

4.2 SỰ PHÁT TRIỂN HIỆN TẠI 17

Năng lượng bức xạ mặt trời bình quân, đơn vị watt/m² Các dấu

chấm nhỏ thể hiện diện tích cần lắp pin mặt trời hiệu suất 8% để

đủ năng lượng dùng cho toàn thế giới.

Bản đồ về tiềm năng năng lượng mặt trời ở châu Âu

chuyển tạo thành dòng điện

Điện năng do pin mặt trời tạo để sử dụng hay để sạc pin

ời kỳ đầu diện mặt trời chỉ được dùng chovệ tinh

nhân tạohayphi thuyềnnhưng ngày nay công dụng

chính của nó là để cấp điện vào lưới điện chung nhờ bộ

chuyển đổi từ dòng điện một chiều trong pin sang điện

xoay chiều Còn một phần nhỏ dùng cấp điện cho các

ngôi nhà, trạm điện thoại, bộ điều khiển từ xa…

Tấm pin được đặt dưới một lớp gương nhằm ngăn

những tác động từ môi trường Để có lượng điện lớn

hơn một mảnh pin riêng lẻ có thể tạo ra người ta gắn

kết nhiều mảnh lại thành một tấm lớn làpin mặt trời

Một tấm pin riêng lẻ đủ cấp điện cho một trạm điện

thoại công cộng, còn để đủ cấp cho một căn nhà hay

một nhà máy điện thì phải cần nhiều tấm ghép lại thành

dãy Dù hiện giờ giá thành điện mặt trời hầu như vẫn

cao hơn rất nhiều so với giá điện lưới nhưng ở một số

nước như Nhật Bản hay Đức nhờ có ưu đãi về tài chính,

thuế khóa mà sản lượng của ngành này đã có bước tiến

vượt bậc do lượng cầu tăng

eEPIA/GreenpeaceAdvanced Scenario dự báo đếnnăm 2030 ngành điện mặt trời toàn thế giới sẽ đạt côngsuất xấp xỉ 2600TWh, nghĩa là đủ cung cấp cho 14%dân số địa cầu[7]

4.2 Sự phát triển hiện tại

Vấn đề trở ngại nhất hiện nay là chi phí cho nguyênliệu sản xuất và lắp đặt pin mặt trời còn quá cao so vớicác dạng điện năng khác

4.3 Tổng lượng đã lắp đặt toàn thế giới

Ba nước đi đầu làĐức,Nhật BảnvàHoa Kỳchiếm 89%sản lượng toàn thế giới, trong đó Đức có tốc độ pháttriển nhanh nhất trong hai năm 2006 và 2007 và tạo rahơn 10000 việc làm về sản xuất, kinh doanh và lắp đặtthiết bị của ngành này Ở EU đến cuối na7m 2006 có88% sản lượng điện mặt trời hòa vào lưới điện chung,còn lại dùng trong các hệ thống riêng rẽ như nhà ở,nộng trại, trạm điện thoại…[1]

Parque Fotovoltaico Abertura Solar (23.1 MW), Parque

Solar Hoya de Los Vincentes (23 MW), Solarpark

Calveron (21 MW), và Planta Solar La Magascona (20

MW)[27]

Nhà máy điện mặt trời Nellis, nằm trong căn cứ không

quân Nellis ở Clark County, Nevada đông bắc Las

Vegas, Hoa Kỳ có công suất lớn nhất toàn đại lục Bắc

Mỹ là 14MW Nó cấp khoảng 25% tổng lượng điện hàng

năm căn cứ này sử dụng[28]

4.4.2 Trong nhà

Photovoltaic solar panels on a house roof.

4.4.3 Trong giao thông

4.4.4 Trong các thiết bị rời

[3] Large-Scale, Cheap Solar Electricity

[4] Earth Policy Institute (2007) Solar Cell Production

Jumps 50 Percent in 2007

[5] GE Invests, Delivers One of World’s Largest Solar

Power Plants

[6] Building integrated photovoltaics

Solar parking meter.

[7] Solar Generation V - 2008

[8] Dr Wissing, Lothar; Jülich, Forschungszentrum &Jülich, Projekräger (tháng 5 năm 2007) “NationalSurvey Report of PV Power Applications in Germany

2006 - Version 2”(PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs for Germany Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2007.[9] Bründlinger, Roland; Cowley, Paul & Wa, Greg et

al (See:Table 11 – IEA PVPS Task 1 national reportauthors) (1 tháng 8 năm 2007).“Trends In PhotovoltaicApplications - Survey report of selected IEA countriesbetween 1992 and 2006”(PDF).IEA - PVPS Programme

- IEA PVPS T1-16:2007 Truy cập ngày 5 tháng 11 năm2007

[10] Sherwood, Larry; Les Nelson, Fred Morse, Jeff Wolfe,Chris O’Brien (2006) “US Solar Industry - Year

In Review - 2006” (PDF) Solar Energy Industries Association (SEIA) & e Prometheus Institute for Sustainable Development Truy cập ngày 20 tháng 10năm 2007

[11] Ikki, Osamu; Matsubara, Koji (ngày 25 tháng 5năm 2007) “National Survey Report of PV PowerApplications in Japan 2006” (PDF) IEA - PVPS Programme - NSRs for Japan Truy cập ngày 20 tháng

10 năm 2007

[12] Pedigo, Susannah; Maycock, Paul D & Bower, Ward(ngày 30 tháng 8 năm 2007).“National Survey Report of

PV Power Applications in e United States Of America

2006 - Version 14”(PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs for e USA Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2007

4.7 LIÊN KẾT NGOÀI 19

[13] Guastella, Salvatore; Castello, Salvatore & Anna De

Lillo (tháng 5 năm 2007).“National Survey Report of

PV Power Applications in Italy 2006”(PDF).IEA - PVPS

Programme - NSRs for Italy Truy cập ngày 20 tháng 10

năm 2007

[14] Wa, Muriel (tháng 5 năm 2007) “National Survey

Report of PV Power Applications in Australia 2006”

(PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs for Australia Truy

cập ngày 16 tháng 10 năm 2007

[15] Blakers, Andrew W (2000).“Solar and Wind Electricity

in Australia”(pd) Australian Journal of Environmental

Management, Vol 7, pp 223-236, 2000 Truy cập ngày 3

tháng 9 năm 2008

[16] Yoon, Kyung-Hoon; Kim, Donghwan & Yoon, Kyung

Shick (tháng 5 năm 2007).“National Survey Report of

PV Power Applications in Korea 2006”(PDF).IEA - PVPS

Programme - NSRs for e Republic of Korea Truy cập

ngày 20 tháng 10 năm 2007

[17] Claverie, André; Equer, Bernard (ngày 15 tháng 7 năm

2007) “Solar Photovoltaic Electricity Applications in

France National Survey Report 2006”(PDF).IEA - PVPS

Programme - NSRs for France Truy cập ngày 13 tháng 3

năm 2008

[18] Swens, Job (tháng 5 năm 2007).“National Survey Report

of PV Power Applications in e Netherlands 2006”

(PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs for e Netherlands

Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2007

[19] Hüsser, Pius; Hosteler, omas (tháng 5 năm 2007)

“National Survey Report on PV Power Applications in

Switzerland 2006”(PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs

for Switzerland Truy cập ngày 11 tháng 12 năm 2007

[20] Ayoub, Josef; Martel, Sylvain & Dr Dignard-Bailey, Lisa

(tháng 5 năm 2007) “National Survey Report of PV

Power Applications in Canada 2006”(PDF).IEA - PVPS

Programme - NSRs for Canada Truy cập ngày 16 tháng

10 năm 2007

[21] Davidson, Sarah (1 tháng 10 năm 2007) “National

Survey Report of PV Power Applications in the United

Kingdom 2006”(PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs

for e United Kingdom Truy cập ngày 16 tháng 3 năm

2008

[22] EurObserv'ER, (Includes Some Discredited/Preliminary

Sources) (1 tháng 4 năm 2007) “EurObserv’ER

-Photovoltaic Energy Barometer” (PDF) Systèmes

Solaires - Le Journal des Énergies Renouvelables n° 178:

pp 49–70 Truy cập ngày 7 tháng 9 năm 2007

[23] Bugge, Lars; Salvesen, Fritjof (ngày 30 tháng 5

năm 2007) “National Survey Report of PV Power

Applications in Norway 2006” (PDF) IEA - PVPS

Programme - NSRs for Norway Truy cập ngày 20 tháng

10 năm 2007

[24] Malm, Ulf; Stolt, Lars (tháng 5 năm 2007) “National

Survey Report of PV Power Applications in Sweden

2006”(PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs for Sweden

Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2007

[25] Ahm, Peter (tháng 5 năm 2007) “National SurveyReport of PV Power Applications in Denmark 2006 -Version 04” (PDF).IEA - PVPS Programme - NSRs for Denmark Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2007.[26] Dr Siderer, Yona; Dann, Roxana (tháng 5 năm 2007)

“National Survey Report of PV Power Applications inIsrael 2006 - Version 14”(PDF).IEA - PVPS Programme

- NSRs for Israel Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2007.[27] Greenpeace Energy (2008).World’s largest photovoltaicpower plants

[28] Largest U.S Solar Photovoltaic System BeginsConstruction at Nellis Air Force Base

[29] Citysolar (2007).Solar park of the superlative

[30] “GE, SunPower, Catavento team on plant”.BusinessWeek Ngày 28 tháng 3 năm 2007 Truycập ngày 29 tháng 3 năm 2007

4.7 Liên kết ngoài

Bản mẫu:Solar energy

Hiệu ứng lá chắn

Hiệu ứng lá ắn miêu tả sự suy giảm về tác động của

lực hút tĩnh điện giữahạt nhân nguyên tửvớiđiện tử

(electron) của nó, xảy ra trong một nguyên tử có từ hai

điện tử trở lên Hiệu ứng này đôi khi còn được gọi với

cái tên là lá ắn nguyên tử hay hiệu ứng e lấp

5.1 Nguyên nhân

Trong cácnguyên tử giống hiđrô(tức chỉ có một điện

tử duy nhất), điện tử duy nhất này sẽ lãnh trọn toàn bộ

sức hút tĩnh điện của hạt nhân Tuy nhiên, khi có nhiều

điện tử cùng nằm trong nguyên tử, mỗi điện tử (trong

lớpn) không chỉ chịu lực hút tĩnh điện của nhân (điện

tích dương) mà còn chịu lực đẩy tĩnh điện của các điện

tử khác (mang điện tích âm) nằm trong các lớp từ 1 tới

n Lực đẩy của các điện tử sẽ vô hiệu hóa một phần lực

hút của hạt nhân và vì thế, hợp lực tác động lên các

điện tử nằm ở lớp ngoài sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với các

điện tử ở lớp trong gần với hạt nhân; vì vật các điện tử

ở lớp ngoài không liên kết chặt chẽ với nhân bằng các

điện tử lớp trong Đó chính là lý do tại sao các điện tử

ở lớp ngoài cùng dễ dàng bứt khỏi nguyên tử trong các

phản ứng hóa học

y mô của hiệu ứng lá chắn rất khó để tính toán chính

xác - nguyên do là các ảnh hưởng củacơ học lượng tử

Chúng ta có thể xác định phỏng chừngđiện tích hạt

nhân hữu hiệucủa mỗi điện tử bằng công thức sau:

Zeff = Z − σ

Với Z là số proton trong nhân (cũng là điện tích hạt

nhân thực của nguyên tử) và σ là hằng số che lấp, tức

số điện tử trung bình nằm giữa nhân và điện tử đang

xét σ có thể được xác định nhờ hóa học lượng tử và

phương trình Schrödinger, hoặc được xác định phỏng

chừng nhờ cácquy tắc Slater

TrongPhép đo phổ tán xạ phía sau Rutherford, sự sửa

chữa do che lấp điện tử đã tinh chỉnh lực đẩy Coulomb

giữa một ion và nhân đích tại khoảng cách xa

5.2 Tham khảo

• L Brown, eodore; H Eugene LeMay, Jr., Bruce

E Bursten, Julia R Burdge (2003).Chemistry: e Central Science(ấn bản 8) US: Pearson Education

ISBN 0-13-061142-5

• Dan omas, Shielding in Atoms,

• Peter Atkins & Lorea Jones, Chemical principles: the quest for insight

Chương 6

Hóa học lượng tử

Hóa học lượng tử, còn gọi là hóa lượng tử, là một ngành

khoa họcứng dụngcơ học lượng tửđể giải quyết các

vấn đề củahóa học Các ứng dụng có thể là miêu tảtính

chất điệncủa cácnguyên tửvàphân tửliên quan đến

cácphản ứng hóa họcgiữa chúng Hóa lượng tử nằm ở

ranh giới giữahóa họcvàvật lýdo nhiều nhà khoa học

thuộc hai lĩnh vực này phát triển

Nền tảng của hóa lượng tử là mô hình sóng về nguyên

tử, coi nguyên tử được tạo thành từ mộthạt nhânmang

điện tíchdương và cácđiện tửquay xung quanh Tuy

nhiên, không giống nhưmô hình nguyên tử của Bohr,

các điện tử trong mô hình sóng là các đám mây điện tử

chuyển động trên cácquỹ đạovà vị trí của chúng được

đặc trưng bởi mộtphân bố xác suấtchứ không phải là

một điểm rời rạc Để biết được phân bố xác suất, người

ta phải giảiphương trình Schrödinger Điểm mạnh của

mô hình này là nó tiên đoán được các dãy nguyên tố có

tính chất tương tự nhau về mặt hóa học trongbảng tuần

hoàn các nguyên tố hóa học Mặt khác, theonguyên lý

bất định,vị trívànăng lượngcủa cáchạtnày lại không

thể xác định chính xác cùng một lúc được

Mặc dù cơ sở toán học của hóa lượng tử là phương trình

Schrödinger, nhưng đa số mọi người chấp nhận rằng

tính toán chính xác đầu tiên trong hóa lượng tử là do

hainhà khoa học người ĐứclàWalter HeitlervàFritz

Londontiến hành đối với phân tửhiđrô(H2) vào năm

1927 Phương pháp của Heitler và London đượcnhà hóa

học người MỹlàJohn C SlatervàLinus Paulingphát

triển và trở thành phương phápliên kết hóa trị(còn gọi

là phương pháp Heitler-London-Slater-Pauling) Trong

phương pháp này, người ta quan tâm đến các tương tác

cặp giữa các nguyên tử và do đó, có liên hệ mật thiết

với hiểu biết của các nhà hóa học cổ điển vềliên kết

hóa họcgiữa các nguyên tử

Một phương pháp khác đượcFriedrich HundvàRobert

S Mullikenphát triển, trong đó, các điện tử được miêu

tả bằng các hàm sóng bất định xứ trên toàn bộ phân tử

Phương pháp Hund-Mulliken còn được gọi là phương

phápquỹ đạo phân tửkhó hình dung đối với các nhà

hóa học nhưng lại hiệu quả hơn trong việc tiên đoán các

tính chất so với phương pháp liên kết hóa trị Phương

pháp này chỉ được dễ hình dung khi có sự giúp đỡ của

máy tính vào những năm gần đây

21