低维光电纳米材料技术与应用

《低维光电纳米材料技术与应用》共分为3篇。第1篇针对低维材料中的无机量子点、钙钛矿量子点、手性材料、手性有机-无机钙钛矿材料和二维材料，介绍了它们的基本概念、合成方法、光电性质及其应用；第2篇介绍了最基本的光电测试方法，以及用于解释测试结果的物理原理；第3篇详述了8个基本的合成实验，引导读者按照实验操作步骤制备出相应的材料，并详述了3个研发范例，介绍了如何利用物理原理或化学原理系统性地设计实验方案，解决材料研究中遇到的实际问题，提高光电器件的性能。 《低维光电纳米材料技术与应用》可作为高等院校材料类专业研究生低维光电方向的理论及实验课程教材或自学入门教材，也可作为本科生的专业选修课教材、实验操作指导教材，或作为优选材料领域技术研发人员的培训教材或技术参考书。

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第1篇低维光电纳米材料的基本性能与制备方法1
第1章无机量子点2
1.1量子点定义2
1.2量子点分类2
1.3无机量子点的制备4
1.3.1制备方法概述4
1.3.2碳量子点的制备方法4
1.4量子点的物理性质7
1.5量子点的应用8
1.5.1量子点的主要应用领域8
1.5.2量子点的柔性显示应用9
1.6面临的重点技术挑战11
1.6.1在可调激光器应用领域面临的挑战11
1.6.2对量子点原子排列的准确操控12
参考文献12
第2章铯铅卤钙钛矿纳米晶的制备、改性与应用14
2.1铯铅卤钙钛矿纳米晶的调控原则14
2.2MHP量子点的制备方法15
2.2.1沉淀法15
2.2.2热注入法16
2.2.3问题与挑战18
2.3量子MHP量子点的制备方法19
2.3.1全无机QC MHP量子点的合成19
2.3.2有机-无机QC MHP量子点的合成20
2.3.3QC纳米线和钙钛矿纳米片的合成21
2.4量子MHP-NCs的光学性质22
2.4.1MHP量子点的尺寸相关激子能级结构和吸收截面22
2.4.2MHP量子点中尺寸相关的激子动力学24
2.5增强全无机钙钛矿量子点稳定性和耐用性的策略25
2.5.1概述25
2.5.2CsPbX3量子点的结构、合成及形态控制25
2.5.3表面配体修饰27
2.5.4二维掺杂和二维-三维结构改性策略31
2.6近期新研究进展35
2.7应用37
2.7.1钙钛矿红外线光电探测器37
2.7.2钙钛矿量子点的光伏应用38
2.8未来展望39
参考文献39
第3章手性无机纳米材料的性质和应用41
3.1手性的概念41
3.2低维手性无机纳米材料42
3.2.1低维手性贵金属纳米材料43
3.2.2手性半导体纳米粒子45
3.3手性磁性纳米粒子52
3.4手性等离激元纳米材料52
3.4.1等离激元纳米结构52
3.4.2等离激元纳米结构的光学活性52
3.4.3等离激元纳米结构与手性分子的相互作用53
3.4.4手性等离激元纳米材料的研究进展54
3.5手性无机纳米材料的应用54
参考文献55
第4章手性有机-无机杂化金属卤化物的研究56
4.1手性有机-无机杂化金属卤化物概述56
4.2手性有机-无机杂化金属卤化物的设计方法58
4.2.1配体诱导58
4.2.2合成后手性配体交换59
4.2.3无机表面的手性扭曲59
4.2.4手性配体辅助再沉淀法60
4.3手性有机-无机杂化金属卤化物的制备实例60
4.3.1制备的物理原理60
4.3.2制备方法60
参考文献62
第5章二维材料63
5.1二维材料的概念63
5.2二维材料的制备方法65
5.2.1外延生长65
5.2.2水热法生长66
5.2.3液相剥离法66
5.2.4化学气相沉积法67
5.3二维材料的种类67
5.3.1石墨烯68
5.3.2二维层状过渡金属硫化物（TMDCs）69
5.3.3黑磷（BP）69
5.3.4单元素化合物家族（Xenes）70
5.3.5全无机二维铅卤钙钛矿Cs2PbI2Cl271
5.4二维材料的主要应用72
5.4.1电子/光电设备72
5.4.2电催化72
5.4.3电池73
5.4.4超级电容器73
5.4.5太阳能电池74
5.4.6光催化74
5.4.7传感器74
参考文献75
第6章柔性透明电极及其制备方法77
6.1柔性透明电极概述77
6.2柔性透明电极的制备方法78
6.3柔性透明电极薄膜的制备及其效果80
6.3.1柔性透明电极薄膜的制备80
6.3.2柔性透明银电极薄膜的性能81
参考文献82
第2篇光谱测试与光吸收原理83
第7章光谱测试原理84
7.1紫外-可见吸收光谱85
7.1.1分子结构与吸收谱线85
7.1.2紫外-可见吸收光谱原理85
7.1.3无机材料的紫外-可见吸收光谱86
7.1.4有机材料的紫外-可见吸收光谱88
7.2荧光分析原理89
7.2.1分子的激发与弛豫89
7.2.2荧光的激发光谱和发射光谱91
7.2.3有机化合物的荧光93
7.2.4无机物的荧光95
7.2.5二元配合物的荧光96
7.2.6原理应用——OLED的三线激发发光96
7.3手性材料的测量方法98
7.3.1圆偏振光的概念98
7.3.2圆偏振光的实现方式99
7.3.3圆偏振光的测量方法99
参考文献100
第8章元激发与光吸收原理101
8.1元激发原理101
8.1.1激子原理101
8.1.2等离子振荡原理102
8.2固体中的光吸收104
8.2.1固体光学常数间的基本关系104
8.2.2电介质、金属和半导体的光吸收原理104
参考文献106
第3篇低维光电材料的制备与研发107
第9章低维光电材料制备实验108
9.1实验一CdS和ZnO量子点的制备108
9.2实验二核壳结构量子点CdSe/CdS/ZnS的酸辅助制备110
9.3实验三碳量子点荧光材料的制备111
9.4实验四蓝光CdSe纳米片晶型调控的制备113
9.5实验五氧化硅包覆钙钛矿CsPbX3量子点的制备115
9.6实验六二氧化硅包覆AgInS2量子点纳米颗粒的制备117
9.7实验七无机纳米手性实验118
9.8实验八水热法制备二维碲纳米片119
第10章低维光电材料应用研发范例123
10.1QLED的喷墨技术攻关案例123
10.1.1喷墨打印设备123
10.1.2马兰戈尼流126
10.1.3毛细管运动和马兰戈尼流运动126
10.1.4有机溶剂的选择127
10.2钙钛矿薄膜的光电性能及其太阳能电池制备研究130
10.2.1研究思路130
10.2.2试剂及仪器131
10.2.3配体的性能132
10.2.4器件的制备步骤133
10.2.5位阻效应对器件性能的影响133
10.3柔性透明银纳米电极制备技术136
10.3.1制备方案136
10.3.2制备设备和原料137
10.3.3制备步骤137
10.3.4制备结果139
10.3.5结论140
参考文献140