Các trang trong thể loại “hóa học lượng tử”

Các trang trong thể loại “Hóa học lượng tử”


Mục lục
1

2

Cấu hình electron

1

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

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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

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

2.6

i


ii

3

MỤC LỤC
2.7

Chú thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.8

Liên kết ngoài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

Điện li

14

3.1

Nguyên nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

3.2

Độ điện li

14

3.3

Độ mạnh yếu

3.4
4

5

6

7

8

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

3.3.1

Các chất điện li mạnh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

3.3.2

Các chất điện li trung bình và yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

am khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

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

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

Hóa học lượng tử

21

6.1

Xem thêm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

6.2

am khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

6.3

Liên kết ngoài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

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

Liên kết hóa học

25

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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11 Orbital nguyên tử

27
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
15.1 am khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36
36


iv

MỤC LỤC

16 uyết FMO

37

16.1 Lịch sử . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

16.2 Học thuyết . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

16.3 Ứng dụng

37

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.3.1 Cộng vòng

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.3.2 Phản ứng chuyển vị sigma

37

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

16.3.3 Phản ứng nhiệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

16.4 Chú thích

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17 Toán tử Hamilton

39
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
47: Silber

Lớp electron ngoài cùng (lớp hóa trị) của các nguyên tố
chứa các electron hóa trị, các electron này quyết định
các tính chất hóa học cũng như tính chất vật lý của
chúng.

2,8,18,18,1

1.2 Điền electron vào các lớp

Ag

1K2

s

2L8

s

p

3M18 s

p

d

4N32 s

p

d

f

5O50 s

p

d

f

g

6P72 s

p

d

f

g

h

7Q98 s

p

d

f

g

h

2

6

s p
0 1

10

d
2

1s 2p

14

f
3

18

g
4

4f

i

22

h
5

3d

26

i
6

σ s-s σ p-p

p-p

10
6
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s2885f 14
1026d1127p118
2
2

Phân bố electron trong nguyên tử bạc

2
4

6
10

2
12

6
18

2
20

10
30

6
36

2
38

10
48

6
54

2
56

14
70

10
80

6
86

Thứ tự điền electron vào các lớp theo các mức năng lượng khác

Cấu hình electron, hay cấu hình điện tử, nguyên tử nhau
cho biết sự phân bố các electron trong lớp vỏ nguyên
tử ở các trạng thái năng lượng khác nhau hay ở các Các electron sẽ điền theo thứ tự vào các lớp có năng
lượng từ thấp đến cao, bắt đầu là lớp 1s. Ngoài ra theo
vùng hiện diện của chúng.
quy tắc Hund, các lớp electron có cùng mức năng lượng
thì ban đầu được điền đơn, sao cho số electron độc thân
là lớn nhất, sau đấy mới được điền đôi.

1.1 Số lượng tử và lớp

Sự điền electron vào các lớp không chỉ phụ thuộc vào
vị trí hay khoảng cách của chúng đến hạt nhân mà còn
Trạng thái của mỗi electron trong lớp vỏ có thể được
phụ thuộc vào mức năng lượng của các lớp.
biểu diễn qua 4 số lượng tử (cả mô hình nguyên tử Bohr
Ví dụ: titan có Z = 22, cấu hình theo thứ tự các lớp 1s2
và orbital):
2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s0 nhưng do năng lượng của lớp 4s
eo nguyên lý Pauli, 4 số lượng tử của từng cặp thấp hơn lớp 3d nên 4 electron còn lại sẽ điền đầy vào
electron trong nguyên tử không được trùng nhau, giải
lớp 4s (2) trước, sau đấy mới đến lớp 3d (2), cấu hình

thích cho sự phân bố của chúng trong các lớp khác đúng của titan là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2
nhau. Điều này cũng có nghĩa là, trên cùng một phân
lớp, không có 2 electron có chiều tự quay giống nhau. Ngoại lệ:
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 2n2 electron.

• Nguyên tố lantan, Z = 57 lớp ngoài cùng 6s2 4f1 ,
electron tự do cuối cùng điền vào 5d trước khi vào
4f, tương tự trong nguyên tử Ac thì 6d trước 5f.
• Trong nguyên tử Cr và Cu một electron trong lớp
có năng lượng thấp 4s điền vào lớp có năng lượng
1


2

CHƯƠNG 1. CẤU HÌNH ELECTRON
cao hơn 3d, chúng có cấu hình lớp ngoài cùng là
3d5 4s1 và 3d10 4s1
• Các trường hợp ngoại lệ khác Nb, Mo, Tc, Ru, Rh,
Pd, Ag, Ir, Pt, Au, Gd, các actini từ 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 ) (Trừ He, 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
có số thứ tự nhỏ hơn đứng gần nó cộng với các lớp còn
lại. Ví dụ, cấu hình electron của magiê (Z = 12): [Ne]
3s2 thì được hiểu 1s2 2s2 2p6 3s2 .

1.4.1

Khí hiếm

1.4.2

Z từ 11 đến 17

1.4.3

Z từ 21 đến 31

1.4.4

Z từ 39 đến 49

1.5 Xem thêm

• Bảng tuần hoàn
• Số lượng tử
• Kim loại chuyển tiếp

1.6 Tham khảo


Chương 2

Chấm lượng tử
ma trận thủy tinh và sau đó Louis E. Brus quan sát thấy
chúng trong dung dịch dạng keo vào năm 1985.[7] uật
ngữ “chấm lượng tử" được đặt ra bởi Mark Reed.[8]
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các ứng dụng cho
các chấm lượng tử trong tranzito, các tế bào năng lượng
mặt trời, đèn LED, và laser điốt. Họ cũng đã khảo cứu
các chấm lượng tử với vai trò là tác nhân cho kỹ thuật
chụp ảnh y học và chúng có thể trở thành qubit trong
điện toán lượng tử. Chấm lượng tử được thương mại
hóa đầu tiên trong một sản phẩm sử dụng chúng là
dòng Sony XBR X900A của TV màn hình phẳng được
tung ra vào năm 2013.[9]
Đặc tính điện tử của một chấm lượng tử có liên quan
chặt chẽ với kích thước và hình dạng của nó. Ví dụ, các
khe 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 dụng
thuốc nhuộm huỳnh quang tần số của ánh sáng phát ra
tăng khi kích thước của các chấm lượng tử giảm. Do đó,
màu sắc của ánh sáng phát ra thay đổi từ màu đỏ sang

màu xanh khi kích thước của các chấm lượng tử được
làm nhỏ hơn.[10] Điều này cho phép các trạng thái kích
thích và phát xạ của chấm lượng tử được điều chỉnh
cao. Vì kích thước của một chấm lượng tử có thể được
thiết kế khi chế tạo nó, tính chất dẫn điện của nó có
thể được kiểm soát cẩn thận. Chấm lượng tử có nhiều
kích cỡ khác nhau, chẳng hạn hư màng nano gradien
đa lớp (Gradient multilayer nanofilm), có thể được tạo
ra để thực hiện một loạt tính chất phát xạ mong muốn.

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.

2.1 Sự giam giữ lượng tử trong
chất bán dẫn
Chấm lượng tử lý tưởng từ lớp InAs/GaAs.

Chấm lượng tử là một tinh thể nano được làm từ vật
liệu chất bán dẫn mà kích thước của nó đủ nhỏ để làm
xuất hiện các đặc tính cơ học lượng tử. Cụ thể, exciton
của nó được giới hạn trong 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 tử rời rạc.[1][2][3] Alexey Ekimov lần đầu tiên phát
hiện ra chấm lượng tử vào năm 1981[4][5] [6] trong một

Trong một chất bán dẫn tinh thể có đường kính nhỏ
hơn kích thước của nó exciton Bohr bán kính, các
exciton được ép, dẫn đến giam giữ lượng tử. Các mức

năng lượng sau đó có thể được mô hình hóa bằng cách
sử dụng hạt trong hộp mô hình trong đó năng lượng
của các quốc gia khác nhau phụ thuộc vào độ dài của
hộp. Chấm lượng tử được cho là trong “chế độ giam
3


4

CHƯƠNG 2. CHẤM LƯỢNG TỬ

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.

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

( )
m
a∗b = εr
ab
µ
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 kích
thước phụ thuộc (Hằng số điện môi).
Điều này dẫn đến sự gia tăng trong tổng năng lượng
phát thải (tổng của các mức năng lượng trong
khoảng cách vùng nhỏ hơn ở chế độ giam mạnh là
lớn hơn so với mức năng lượng trong các khoảng
trống của ban nhạc mức ban đầu trong chế độ
giam yếu) và các khí thải ở các bước sóng khác
nhau; đó chính xác là những gì xảy ra trong ánh
mặt trời, nơi các hiệu ứng lượng tử giam là hoàn
toàn chiếm ưu thế và các mức năng lượng tách ra
đến 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. Các
electron và lỗ có thể được xem như là hydrogen
Tách các mức năng lượng cho các chấm lượng tử nhỏ do hiệu
trong các mô hình Bohr với các hạt nhân hydro
ứng giam giữ lượng tử. Trục ngang là bán kính, hoặc kích
thay thế bằng các lỗ của điện tích dương và khối
thước, của các chấm lượng tử và b * là bán kính Bohr Exciton.
lượng electron tiêu cực. Sau đó, các mức năng
lượng 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 lượng
giảm. Vì vậy, bằng cách thay đổi kích thước của
Huỳnh quang xảy ra khi một electron bị kích thích
các chấm lượng tử, năng lượng giam của exciton
thư giãn với các trạng thái cơ bản và kết hợp với các
có thể được kiểm soát.
lỗ. Trong một mô hình đơn giản, năng lượng của các
photon phát ra có thể được hiểu là tổng số năng lượng Bound exciton energy Có thu hút Coulomb giữa các
electron mang điện tích âm và lỗ mang điện tích
khe hở giữa các mức độ bị chiếm đóng và mức độ năng
dương. Năng lượng tiêu cực liên quan đến việc thu
lượng còn trống, các nguồn năng lượng giam của lỗ và
hút tỉ lệ với năng lượng Rydberg và tỉ lệ nghịch với
các electron bị kích thích, và năng lượng ràng buộc của
bình phương của hằng số điện môi kích thước phụ
exciton (cặp electron-lỗ trống):


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
hợp với tình hình.
Do đó, tổng các nguồn năng lượng có thể được biểu
diễn như là:
(

)
ℏ2 π 2
1
1
ℏ2 π 2
=
Econfinement =
+
2a2 me
mh
2µa2
1 µ
Eexciton = − 2
Ry = −Ry∗
ϵr me
E = Ebandgap + Econfinement + Eexciton
= Ebandgap +

ℏ2 π 2
− Ry∗
2µa2

nơi μ là khối lượng giảm, một là bán kính mₑ là khối
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]

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 của
chất keo chấm lượng tử được thực hiện bằng cách sử
dụng tiền chất,[3] hữu cơ hoạt động bề mặt,[16] và dung

môi. Việc làm nóng dung dịch ở nhiệt độ cao, các tiền
chất bị phân hủy tạo thành monome mà sau đó tạo
hạt nhân và tạo ra các tinh thể nano. Nhiệt độ trong
quá trình tổng hợp là một yếu tố quan trọng trong việc
xác định các điều kiện tối ưu cho sự phát triển tinh thể
nano. Nó phải đủ cao để cho phép sắp xếp lại và ủ của
các nguyên tử trong quá trình tổng hợp trong khi vẫn
đủ thấp để thúc đẩy sự tăng trưởng tinh. Nồng độ của
monome là một yếu tố quan trọng là phải được kiểm
soát nghiêm ngặt trong quá trình tăng trưởng tinh thể
nano. á trình phát triển của các tinh thể nano có thể
xảy ra ở hai chế độ khác nhau, “tập trung” và “phân
kì". Ở nồng độ monomer cao, kích thước tới hạn (kích
thước tinh thể nano mà không phát triển hay thu nhỏ)
là tương đối nhỏ, dẫn đến sự tăng trưởng của gần như
tất cả các hạt. Trong chế độ này, các hạt nhỏ hơn tăng
trưởng nhanh hơn so với những người lớn (từ tinh thể
lớn hơn cần nhiều nguyên tử để phát triển hơn các tinh
thể nhỏ) kết quả là “tập trung” của sự phân bố kích
thước hạt đến năng suất gần monodisperse. Kích thước
tập trung là tối ưu khi nồng độ monomer được giữ như
vậy mà kích thước tinh thể nano hiện nay trung bình
luôn là hơi lớn hơn so với kích thước tới hạn. eo thời
gian, nồng độ monomer giảm, kích thước quan trọng
trở 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 bán
dẫn khác nhau. Chấm điển hình được làm bằng hợp
chất nhị phân như chì sunphua, selenua chì, cadmium

selenide, cadmium sulfide, indium arsenide, và indium
phosphide. 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 50
nguyên tử. Điều này tương ứng với khoảng 2-10 nm,
và lúc 10 nm, đường kính gần 3 triệu chấm lượng tử có
2.2.1 Keo tổng hợp
thể được xếp hàng đầu đến cuối và phù hợp với chiều
Keo bán dẫn tinh thể nano được tổng hợp từ các hợp rộng của một ngón tay cái của con người.
chất tiền thân hòa tan trong các giải pháp, giống như Lô lớn của các chấm lượng tử có thể được tổng hợp


6

CHƯƠNG 2. CHẤM LƯỢNG TỬ
đơn) và tính toán lượng tử. Những hạn chế chính
của phương pháp này là chi phí chế tạo và thiếu
kiểm soát vị trí của các điểm riêng lẻ.

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

• Chấm lượng tử có thể được tạo ra từ hai chiều
electron hoặc lỗ khí có trong giếng lượng tử pha
tạp từ xa hoặc heterostructures bán dẫn được gọi
là chấm lượng tử bên. Các bề mặt mẫu được phủ
một lớp mỏng chống cự. Một mô hình sau đó
được định nghĩa bên trong chống lại bằng chùm
electron lithography. Mô hình này sau đó có thể
được chuyển giao cho các khí điện tử hoặc lỗ do
etching, hoặc bằng cách gửi điện cực kim loại (quá
trình 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 cho
các thí nghiệm và các ứng dụng liên quan đến vận
chuyển 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 thước
hình học, hình dạng, và sức mạnh của tiềm năng
giam. Ngoài ra, trái ngược với các nguyên tử, nó là
tương đối dễ dàng để kết nối các chấm lượng tử do
các rào cản đường hầm để tiến hành dẫn, cho phép
các ứng dụng các kỹ thuật của đường hầm quang
phổ để điều tra của họ. Các tính năng hấp thụ các
chấm lượng tử tương ứng với quá trình chuyển đổi
giữa rời rạc, ba chiều hạt trong một hộp trạng thái
của electron và lỗ, cả hai giới hạn trong cùng một
nanomet -Kích thước chuyển rời rạc box.ese là
gợi nhớ của phổ nguyên tử và đã dẫn đến các chấm
lượng 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 điện
cực 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 các
electron một. Số lượng của các electron bị hạn chế
trong kênh được điều khiển bởi điện áp cổng, bắt
đầu 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 gen
bacteriophage M13 virus để tạo ra các chấm lượng tử
biocomposite cấu trúc.[19] Như một nền tảng để làm
việc này, nó đã từng được chứng minh rằng loại virus
biến đổi gen có thể nhận ra cụ bán dẫn bề mặt thông
qua các phương pháp lựa chọn bằng cách hiển thị thể
thực 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.

hợp vào một hệ thống dòng chảy liên tục kỹ thuật.
Các biến thể batch-to-lô phát sinh từ nhu cầu trong các
phương pháp đã đề cập có thể được khắc phục bằng
cách sử dụng các thành phần kỹ thuật để pha chế và
tăng trưởng cũng như giao thông vận tải và nhiệt độ
điều chỉnh. Đối với sản xuất của các hạt nano bán dẫn
CdSe dựa trên phương pháp này đã được nghiên cứu và
điều chỉnh với số lượng sản xuất kg mỗi tháng. Từ việc
sử dụng các linh kiện kỹ thuật cho phép dễ dàng trao
đổi liên quan của tối đa thông qua-đặt và kích thước,
nó có thể được tăng cường hơn nữa đến hàng chục hoặc
thậm chí hàng trăm kg[22]

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.

Đối với khả năng thương mại, một loạt các hạn chế,
chấm lượng tử phi kim loại nặng đã được phát triển
cho thấy phát sáng trong vùng hồng ngoại có thể nhìn
thấy và gần của quang phổ và có đặc tính quang học
tương tự như các chấm lượng tử CdSe. Trong số các hệ
thống này là InP / ZnS và CuInS / ZnS, cho ví dụ.

Gần đây, một tập đoàn của các công ty Mỹ và Hà Lan
báo cáo một “cột mốc” trong khối lượng cao chấm lượng
tử sản xuất bằng cách áp dụng các phương pháp nhiệt
2.2.4 Điện hóa lắp ráp
độ cao phun kép truyền thống với một hệ thống dòng
chảy.[23] Tuy nhiên, như năm 2011, các ứng dụng sử
Mảng có trật tự cao của các chấm lượng tử cũng có thể
dụng các chấm lượng tử số lượng lớn sản xuất là khó
tự lắp ráp bằng điện kỹ thuật. Một mẫu được tạo ra
có sẵn.[24]
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
2.2.6 Chấm lượng tử phi kim loại nặng
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
Ở nhiều vùng trên thế giới bây giờ có một hạn chế hoặc
chọn.
cấm sử dụng các kim loại nặng trong nhiều sản phẩm
gia dụng, điều đó có nghĩa rằng hầu hết cadmium chấm

lượng tử dựa trên các ứng dụng không sử dụng được
2.2.5 Bulk-manufacture
cho người tiêu dùng hàng hóa.

Các liên kết trong một số các chấm lượng tử cadmiummiễn 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.

Peptide đang được nghiên cứu như tiềm năng chấm
lượng tử vật chất[25] Kể từ peptide tự nhiên trong tất
cả các sinh vật, dấu chấm như vậy sẽ có khả năng là
không độc và dễ dàng phân hủy sinh học.

2.3 Tác động môi trường
Các tác động môi trường của sản xuất hàng loạt và

tiêu thụ của các chấm lượng tử hiện đang trải qua các
nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cả tư nhân và công
cộng.

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 đã
tạo nên một dấu chấm lượng tử xác định chữ ký năng
Một cách tiếp cận để sản xuất hàng loạt các chấm lượng lượng nội tại của nó, kích thước giới hạn lượng tử của
tử dạng keo có thể được nhìn thấy trong việc chuyển tinh thể nano là quan trọng hơn là các năng lượng gần
giao các phương pháp nóng phun nổi tiếng để tổng khoảng cách ban nhạc. Do đó các chấm lượng tử của


8

CHƯƠNG 2. CHẤM LƯỢNG TỬ

2.5 Ứng dụng
Chấm lượng tử là đặc biệt quan trọng cho các ứng dụng
quang học do cao hệ số dập tắt.[26] Trong các ứng dụng
điện tử, họ đã được chứng minh để hoạt động như
một bóng bán dẫn đơn điện tử và hiển thị phong tỏa
Coulomb có hiệu lực. Các chấm lượng tử cũng đã được
đề xuất như là hiện thực của qubit cho xử lý thông tin
lượng tử.

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.

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 để
tận dụng lợi thế của các hiệu ứng lượng tử tinh tế hơn.

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

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 độ
của các quốc gia so với cấu trúc cao hơn chiều. Kết quả
là, họ có tính chất vận chuyển và quang học cao, và
đang được nghiên cứu để sử dụng trong laser diode, bộ
khuếch đại, và các cảm biến sinh học. Các chấm lượng
tử có thể được kích thích trong một trường điện từ tăng
cường sản xuất trong nước bằng các hạt nano vàng, mà
sau đó có thể được quan sát từ mặt cộng hưởng plasmon
trong phổ kích thích của photoluminescent (CdSe) tinh
thể nano ZnS. Chấm lượng tử chất lượng cao rất thích
hợp cho việc mã hóa và ứng dụng ghép kênh quang học

2.5. ỨNG DỤNG
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

9
di chuyển hình ảnh tế bào đơn trong thời gian thực
được dự kiến sẽ là quan trọng đối với một số lĩnh vực
nghiên 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 sinh
học là như fluorophore các nhà tài trợ trong Förster
truyền năng lượng cộng hưởng, nơi mà các hệ số dập
tắt lớn và độ tinh khiết quang phổ của các huỳnh quang
làm cho họ vượt trội so với phân tử huỳnh quang[38] Nó
cũng đáng chú ý rằng sự hấp thụ rộng của QDs phép
kích thích có chọn lọc của các nhà tài trợ QD và một
kích thích nhỏ nhất của một chất nhận thuốc nhuộm
trong 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]

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 SCác nhà khoa học đã chứng minh rằng các chấm lượng
và máy tính sẽ thực hiện chúng có thể thực hiện được. tử là tốt hơn đáng kể hơn so với các phương pháp để
cung cấp một công cụ gen im lặng, được gọi là hiện
siRNA, vào các tế bào.[41]

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]

Nỗ lực đầu tiên đã được thực hiện để sử dụng các chấm
lượng tử khối u nhắm mục tiêu dưới in vivo điều kiện.
Có hai chương trình mục tiêu cơ bản: mục tiêu hoạt
động và mục tiêu thụ động. Trong trường hợp các mục
tiêu hoạt động, chấm lượng tử được chức hóa với các
trang web liên kết khối u cụ thể để chọn lọc liên kết
với các tế bào khối u. Nhắm mục tiêu thụ động sử dụng
thẩm thấu tăng cường và duy trì các tế bào khối u cho

việc cung cấp các thiết bị thăm dò chấm lượng tử. Các
tế bào khối u phát triển nhanh thường có màng thấm
hơn các tế bào khỏe mạnh, cho phép sự rò rỉ của các
hạt nano nhỏ vào các tế bào cơ thể. Hơn nữa, các tế
bào khối u thiếu một hệ thống dẫn lưu bạch huyết có
hiệu quả, dẫn đến tiếp theo bằng hạt nano tích lũy.
Một trong những vấn đề còn có những chấm lượng tử là
thiết 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 tế
bào nuôi cấy dưới ánh sáng tia cực tím. Năng lượng của
bức xạ tia cực tím là gần đó của các cộng hóa trị năng
lượng liên kết hóa học của các tinh thể nano CdSe. Kết
quả là, các hạt bán dẫn có thể bị giải thể, trong một
quá trình được gọi là quang phân, để giải phóng các
ion cadmium độc hại vào môi trường nuôi cấy. Trong
trường hợp không chiếu xạ UV, tuy nhiên, chấm lượng
tử với một lớp phủ polymer ổn định đã được tìm thấy là
chất không độc hại.[37][42] hydrogel đóng gói các chấm
lượng tử cho phép các chấm lượng tử sẽ được giới thiệu
vào một dung dịch nước ổn định, giảm khả năng của
cadmium leakage.en một lần nữa, chỉ biết rất ít về
quá trình bài tiết của các chấm lượng tử từ các sinh
vật sống.[43] Những câu hỏi và khác phải được kiểm tra
cẩn 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
Chấm lượng tử bán dẫn cũng đã được sử dụng cho in
tử đang được nghiên cứu, có các chấm lượng tử hoạt

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


10

CHƯƠNG 2. CHẤM LƯỢNG TỬ

động như các chất vô cơ huỳnh quang để phát hiện lúc LED trắng thông thường có màu lọc để sản xuất pixel
mổ khối u bằng huỳnh quang phổ.
đỏ, xanh lá cây, và màu xanh. Một cải tiến được sử dụng
Giao hàng tận nơi các chấm lượng tử không bị hư một màu xanh-Emiing LED làm nguồn ánh sáng và
hại đến các tế bào chất là một thách thức với các kỹ chuyển đổi một phần của ánh sáng phát ra vào thường
thuật hiện có. Phương pháp dựa trên vector đã dẫn tinh khiết ánh sáng màu xanh lá cây và màu đỏ của các
đến sự kết hợp và endosomal cô lập các chấm lượng chấm lượng tử thích hợp được đặt ở phía trước của đèn
tử trong khi electroporation có thể làm hỏng các hạt LED màu xanh. Đây là loại ánh sáng trắng như đèn nền
bán dẫn và tổng hợp giao chấm trong bào tương. di của một màn hình LCD cho phép các gam màu tốt nhất
với chi phí thấp hơn so với một sự kết hợp RGB LED sử
ép - một phương pháp phát minh vào năm 2013 bởi
Armon Sharei, Robert Langer và Klavs Jensen tại MIT dụng ba đèn LED.
- 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]

Trong tháng 6 năm 2006, QD Vision công bố thành
công trong việc đưa ra một kỹ thuật proof-of-concept
chấm lượng tử hiển thị và hiển thị một phát sáng trong
vùng hồng ngoại có thể nhìn thấy và gần của quang
phổ. Một QĐ-LED tích hợp ở một kính hiển vi quét đầu
được sử dụng để chứng minh huỳnh quang quét hiển vi
quang học (near-field NSOM) hình ảnh.[47] Ngoài ra, kể
từ khi phát hiện ra “phát ra ánh sáng trắng” QD, ứng
dụng ánh sáng chung rắn xuất hiện gần hơn bao giờ
hết.[48]

2.5.5 Photodetector devices
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

antum dot tách sóng quang (QDPs) có thể được chế
tạo hoặc thông qua giải pháp xử lý[49] hoặc từ các chất
bán dẫn đơn tinh thể thông thường[50] QDPs đơn tinh
thể 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 yêu
cầu của các chất bán dẫn hữu cơ. Mặt khác, QDPs giải
pháp 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 tích
hợp khác. Như keo QDPs có tiềm năng ứng dụng trong
giám sát, thị giác máy, kiểm tra công nghiệp, quang
phổ, 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 hình
tính chất quang học, điện tử, và cấu trúc của các chấm
Có một số phương pháp đề xuất cho việc sử dụng lượng tử. Đây có thể được phân chia thành cơ học lượng
các chấm lượng tử để cải thiện hiện diode phát sáng tử, bán cổ điển, và cổ điển.
(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 2.6.1 Cơ học lượng tử
chấm lượng tử tự nhiên sản xuất đơn sắc ánh sáng, họ
có thể có hiệu quả hơn các nguồn ánh sáng mà phải Mô hình cơ học lượng tử và mô phỏng của các chấm
được lọc màu. QĐ-LED có thể được chế tạo trên một lượng tử thường liên quan đến sự tương tác của electron

chất nền silicon, cho phép họ được tích hợp vào silicon với một pseudopotential hoặc ma trận ngẫu nhiên.[51]
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 2.6.2 bán cổ điển
phối Gaussian. Điều này có thể dẫn đến một màn hình
hiển thị với màu sắc rõ ràng chính xác hơn. Một màu Mô hình bán cổ điển của các chấm lượng tử thường
thông thường màn hình tinh thể lỏng (LCD) thường xuyên kết hợp một hóa năng. Ví dụ, e hóa năng nhiệt
được backlit bằng đèn huỳnh quang (CCFL) hoặc đèn động lực học của N hệ thống -particle được cho bởi


2.7. CHÚ THÍCH

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
dung,
1
∆V
≡
C
∆Q
với sự khác biệt tiềm năng
µ(N + ∆ N ) − µ(N )
∆µ
=
e
e
có thể được áp dụng cho một chấm lượng tử với việc bổ
sung hoặc loại bỏ các điện tử cá nhân,
∆V =

∆ N = 1 and ∆ Q = e .
Sau đó,

C(N ) =

e2
e2
=
µ(N + 1) − µ(N )
I(N ) − A(N )

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.

11
[2] Norris, D.J. (1995). “Measurement and Assignment of
the Size-Dependent Optical Spectrum in Cadmium
Selenide (CdSe) antum Dots, PhD thesis, MIT”. .
[3] Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. (2000).
“Synthesis and Characterization of Monodisperse
Nanocrystals
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). “Квантовый
размерный эффект в трехмерных микрокристаллах

полупроводников” (PDF). Письма в ЖЭТФ 34: 363–
366.
[5] Ekimov AI, Onushchenko AA (1982). “antum size
effect in the optical-spectra of semiconductor microcrystals”. Soviet Physics Semiconductors-USSR 16 (7):
775–778.
[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 discrete
electronic states in a zero-dimensional semiconductor
nanostructure” (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 MIT
Technology Review”. MIT Technology Review. Truy
cập 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). “New
Electronics 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 nanocrystals
passivated with oleic acid”. Science 344 (6190): 1380–
1384. doi:10.1126/science.1252727.


12
[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 ntype 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). “antumdot 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):
538–44. Bibcode:2005Sci…307..538M. PMC 1201471.
PMID 15681376. doi:10.1126/science.1104274.
[30] Hoàn thành chú thích này

CHƯƠNG 2. CHẤM LƯỢNG TỬ
[31] Tokumasu, F; Fairhurst, Rm; Ostera, Gr; Briain,
Nj; Hwang, J; Wellems, Te; Dvorak, Ja (tháng 3
năm 2005). “Band 3 modifications in Plasmodium
falciparum-infected AA and CC erythrocytes assayed
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). “Diffusion
dynamics of glycine receptors revealed by singlequantum 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 on
living 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 Oct
1;99(20):12617-21 (2002). “Nanocrystal targeting in
vivo”. 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. 2013
Oct (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 Res
Commun. 2004 Dec 17;325(3):739-43 (2004). “antum
dot-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 11

năm 2007). “antum dots as donors in fluorescence
resonance energy transfer for the bioanalysis of
nucleic 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). “Energy
Transfer between antum Dots and Conjugated Dye


2.8. LIÊN KẾT NGOÀI
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onJean, 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
92 (18): 186601. Bibcode:2004PhRvL..92r6601S.
PMID
15169518.
arXiv:cond-mat/0404368.
doi:10.1103/PhysRevLe.92.186601.
[46] “Nano LEDs printed on silicon”. Ngày 3 tháng 7 năm
2009.
[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). “SolutionProcessed
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).
“A
High
Operating
Temperature
(HOT)
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). “Spinorbit coupling, antilocalization, and parallel

13
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: an
Investigation of the Stability and Periods of Oscillation
of a number of Corpuscles arranged at equal intervals
around 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). “Ordering
and 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 the
classical 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
69 (5): 414–418. doi:10.1016/j.elstat.2013.10.001.

2.8 Liên kết ngoài
• antum Dots: Technical Status and Market
Prospects
• antum dots that produce white light could be
the light bulb’s successor
• Single quantum dots optical properties
• antum dot on arxiv.org
• antum Dots Research and Technical Data

Chương 3

Điện li
Điện li hay ion hóa là quá trình một nguyên tử hay
phân tử tích một điện tích âm hay dương bằng cách
nhận thêm hay mất đi electron để tạo thành các ion,
thường đi kèm các thay đổi hóa học khác. Ion dương
được tạo thành khi chúng hấp thụ đủ năng 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 là năng 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 năng với nguyên tử này, vì nó không còn
đủ năng lượng để thoát khỏi nguyên tử này nữa nên
hình thành ion âm.

3.3.1 Các chất điện li mạnh
Là chất mà khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều
phân li hoàn toàn ra ion.
• Dung dịch bazơ tan: KOH, NaOH, Ca(OH)2,
Ba(OH)2,,…
• 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 thành
bởi gốc bazơ và gốc axit mạnh. Ví dụ: Muối NaCl được
Một trường hợp điện ly đơn giản là chất có liên kết ion tạo bởi bazơ mạnh là NaOH và axit mạnh là HCl.

hoặc liên kết cộng hoá trị phân cực thành các ion riêng Ta coi các chất điện ly mạnh có độ điện ly α = 1. Nghĩa
rẽ trong môi trường nước. Ví dụ như NaCl (muối).
là các dung dịch chứa chất điện ly mạnh điện ly hoàn
toàn.
Phương trình điện li:

3.1 Nguyên nhân

Axit --> Cation H+ + Anion gốc axit

Phân tử nước bị phân cực thành hai đầu âm và dương do
nguyên tử oxi có độ âm điện lớn hơn nguyên tử hidro,
cặp electron dùng 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 do mạng tinh thể (hoặc liên kết giữa các nguyên
tử) bị phá vỡ.

3.2 Độ điện li

Bazơ tan --> Cation Kl + Anion OHMuối tan --> Cation KL/NH4+ + Anion gốc axit
Ví dụ:
HNO3 --> H+ + NO₃₋
Ba(OH)2 --> Ba2+ + 2OHNa2 SO4 -->2Na+ + SO₄₂₋
H2 SO4 -→ 2H+ + SO₄₂₋

3.3.2 Các chất điện li trung bình và yếu

-Là chất khi tan trong nước chỉ có một phần số phân tử
Độ điện ly là tỉ số giữa số phân tử phân ly thành ion và hòa tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới
tổng số phân tử đã hòa tan vào dung dịch.
dạng phân tử trong dung dịch.Gồm: Axit yếu, bazơ
yếu, do diện li phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ,
dung môi, bản chất của chất điện ly.Vd: +Axit yếu: H2 S,
H2 SO3 , H3 PO4 , CH3 COOH…

3.3 Độ mạnh yếu

Sự điện ly mạnh hay yếu phụ thuộc vào độ điện ly.

+Bazơ không tan trong nước: Cu(OH)2, Fe(OH)3….
+CuCl, HgCl2, Hg(CN)2…
14


3.4. THAM KHẢO

3.4 Tham khảo

15


Chương 4

Điện Mặt Trời
trời trực tiếp thành điện năng nhờ pin mặt trời. Ngày
nay, do nhu cầu năng lượng sạch ngày càng nhiều nên
ngành sản xuất pin mặt trời phát triển cực kỳ nhanh

chóng[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 ngành
năng lượng này đạt tốc độ tăng trưởng cao nhất thế
giới. Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn thế giới
đạt 12400 MW công suất quang điện[4] trong đó khoảng
90% hòa vào mạng lưới điện chung[5] , còn lại được lắp
trên tường hay mái của nhiều tòa nhà gọi là hệ thống
tích hơp điện mặt trời cho tòa nhà[6] .
Nhiều ưu đãi tài chính như chính sách trợ thuế đã giúp
ngành điện mặt trời ở một số nước như Đức, Nhật,
Israel, Hoa Kỳ, và Úc đã thúc đẩy ngành sản xuất phát
triển nhanh chóng.

4.1 Tổng quan

'Cây' điện mặt trời ở Styria, Áo

Tấm năng lượng mặt trời chuyển ánh sáng trực tiếp thành điện
năng

Kỹ thuật điện mặt trời đơn giản là cách chuyển quang
Điện mặt trời (tiếng Anh: Photovoltaics - PV), cũng năng thành điện năng trực tiếp nhờ các tấm pin mặt
được gọi là quang điện hay quang năng là lĩnh vực trời ghép lại với nhau thành mô đun. Photon đập vào
nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng mặt electron làm năng lượng của electron tăng lên và di
16


4.2. SỰ PHÁT TRIỂN HIỆN TẠI

17
e EPIA/Greenpeace Advanced Scenario dự báo đến
năm 2030 ngành điện mặt trời toàn thế giới sẽ đạt công
suất xấp xỉ 2600 TWh, 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 nguyên
liệu sản xuất và lắp đặt pin mặt trời còn quá cao so với
các dạng điện năng khác.

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.

4.3 Tổng lượng đã lắp đặt toàn thế
giới
Ba nước đi đầu là Đức, Nhật Bản và Hoa Kỳ chiếm 89%
sản lượng toàn thế giới, trong đó Đức có tốc độ phát
triển nhanh nhất trong hai năm 2006 và 2007 và tạo ra
hơn 10000 việc làm về sản xuất, kinh doanh và lắp đặt
thiết bị của ngành này. Ở EU đến cuối na7m 2006 có
88% 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]

4.4 Ứng dụng

4.4.1 Trạm phát điện
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 cho vệ tinh
nhân tạo hay phi thuyền nhưng 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 là pin 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.

Các tấm pin mặt trời đặt tại căn cứ không quân Nellis chỉ nhận
ánh sáng theo một hướng

Trong năm 2008 tại Tây Ban Nha, một số nhà máy
điện mặt trời cỡ lớn đã được xây dựng, như là các
nhà máy: Parque Fotovoltaico Olmedilla de Alarcon
(công suất: 60 MW), Parque Solar Merida/Don Alvaro
(30 MW), Planta solar Fuente Álamo (26 MW), Planta

fotovoltaica de Lucainena de las Torres (23.2 MW),


18

CHƯƠNG 4. ĐIỆN MẶT TRỜI

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

Solar parking meter.

[7] Solar Generation V - 2008
Photovoltaic solar panels on a house roof.

4.4.3

4.4.4

Trong giao thông

Trong các thiết bị rời

4.5 Xem thêm
Bản mẫu:EnergyPortal

4.6 Tham khảo
[1] German PV market
[2] BP Solar to Expand Its Solar Cell Plants in Spain and
India
[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

[8] Dr. Wissing, Lothar; Jülich, Forschungszentrum &
Jülich, Projekräger (tháng 5 năm 2007). “National
Survey 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 report
authors) (1 tháng 8 năm 2007). “Trends In Photovoltaic
Applications - Survey report of selected IEA countries
between 1992 and 2006” (PDF). IEA - PVPS Programme
- IEA PVPS T1-16:2007. Truy cập ngày 5 tháng 11 năm
2007.

[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 10
năm 2007.
[11] Ikki, Osamu; Matsubara, Koji (ngày 25 tháng 5
năm 2007). “National Survey Report of PV Power
Applications 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
[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.

19
[25] Ahm, Peter (tháng 5 năm 2007). “National Survey
Report 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 in
Israel 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 photovoltaic
power plants
[28] Largest U.S. Solar Photovoltaic System Begins
Construction 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. Truy
cập ngày 29 tháng 3 năm 2007.

4.7 Liên kết ngoài
Bản mẫu:Solar energy


Chương 5

Hiệu ứng lá chắn
Hiệu ứng lá ắn miêu tả sự suy giảm về tác động của
lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân nguyên tử với điện 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.

5.2 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,

5.1 Nguyên nhân

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

Trong các nguyên 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 5.3 Xem thêm
điện tử cùng nằm trong nguyên tử, mỗi điện tử (trong

• Hợp chất khí hiếm
lớp n) không chỉ chịu lực hút tĩnh điện của nhân (điện
tích dương) mà còn chịu lực đẩy tĩnh điện của các điện
• Hiệu ứng không gian
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
• Số hiệu nguyên tử
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 5.4 Tham khảo
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
Bản mẫu:Atomic-physics-stub
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 của cơ học lượng tử.
Chúng ta có thể xác định phỏng chừng điện tích hạt
nhân hữu hiệu của 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 các quy tắc Slater.
Trong Phép 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.

20