Thin Films Preparation and Analysis Group, Department of Physics, University of Science and Technology of China
科研方向：
(1) 荧光量子点-纳米金属符合探针对生物的靶向标记及光热疗法研究
(1) 荧光量子点-纳米金属符合探针对生物的靶向标记及光热疗法研究
①荧光量子点：
由于量子尺寸效应，半导体纳米晶粒(semiconductor nanocrystals)连续(准连续)的价带和导带分裂为分立的量子化的能级，致使其发光性质具有量子化的特点，因而通常称为量子点。与传统有机荧光染料相比，半导体荧光量子点具有很多优异的荧光性质，如激发光谱宽、发射光谱窄且其波长可通过晶粒尺寸和组成进行调控、量子产率高、光稳定性好(不易光漂白)、可实现一元激发多元发射的同时标记等 。因此，作为生物示踪的标记物，量子点在基础生物学研究及医学诊断等领域具有广阔的应用前景。
②多种形貌的金属纳米颗粒：
Au，Ag，Cu和Al等金属颗粒在与外电磁波相互作用时，电子云相对原子实会发生移动，同时原子实和电子云之间的库仑力使电子云回到原来的位置，相当于电子云在外电场的作用下受迫振动。当颗粒粒径远远小于入射波长，且颗粒固有振荡频率和入射频率相近时，会发生表面等离子体共振吸收。通过对金属结构的调整可以控制表面等离子体激元(SP)的性质——特别是与光的耦合，这种可调控性使其在新型光子器件的设计应用方面极具潜力。SP在光存储、光激发、显微术和生物光子学等领域具有广阔的应用前景。
③复合材料的生物靶向标记及光热治疗：
研究发现，金纳米材料具有一定的光热转换效应。如实心的金纳米棒，可将吸收的光能量通过反射转化为热能、进而产生高温，有望实现一种新型的疗法—光热疗法。因此，在量子点荧光标记技术发展的同时，金属纳米颗粒的研究也逐渐开始吸引人们的兴趣。进一步研究发现，空腔结构的金属纳米颗粒因其具有独特的表面等离子体增强效应而使热转换效率明显提高。表面等离子体（Surface Plasmons，SPs）是指在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用而产生的沿着金属表面（截面）传播的电子疏密波，它能够被电子或光波激发，进而增强周边荧光发射及产生光热转换效应。空腔结构的金属纳米颗粒由于其空腔结构所形成的大吸收截面，故具有更高的光热转换效应，通过高温可以有效地杀死癌细胞，从而达到治疗的目的。
能源和环境问题已经非常突出，开发资源节约型、环境友好型能源是可持续发展亟待解决的重大课题。随着社会的发展，人们对能源的需求越来越大，太阳这颗恒星再次进入人们的视野。尽管太阳能是公认的取之不尽、用之不竭的理想清洁能源，遗憾的是人类在日常生活中对太阳能的可控利用仍仅占世界能源的0.1%。
传统的太阳能电池在转换效率上存在Shockley-Queisser瓶颈，难以进一步提高它的效率；而电池制备成本也因半导体材料的价格和耗材量难以下降。近年来，表面等离激元和纳米棒阵列成为提高太阳能电池的效率和降低成本的两大高科技手段。
理论方面，以量子力学为工作原理，通过对新型功能材料微观量子态的精确设计与调控来优化与增强宏观尺度上的能量输出。实验方面，引入原子层沉积技术，在纳米量级上对材料进行精确调控，结合纳米金属结构产生的等离激元（SP）吸收与散射增强效应来提升太阳电池光电转换效率。展望未来，我们的研究将在世界级的能源大业中留下浓重的一笔。
太阳能电池的微观技术
太阳能的应用
拟在玻璃表面和石油管道表面构建微纳米复合结构双疏性(疏水、疏油)防护薄膜。玻璃表面的防护薄膜具备防雾、去尘、防风化、抗菌、高透明度和成本低廉等多种特性，因此有望广泛应用于建材、汽车、矿山机械、电子和光学器件等领域；石油管道防护薄膜具备防粘附、抗老化、抗腐蚀等特性，有望应用于石油开采、输油管道、储油罐的防护。本项目将致力于解决目前的实验室研究过渡到产业化应用三个方面的问题：（1）利用我们已在前期研究中采用的溶胶-凝胶浸渍提拉法或其他液相、气相沉积法，改进目前的纳米薄膜制备技术，使之具有成膜速度快、面积大和膜层厚度均匀的优点；（2）控制纳米薄膜的微观空间结构，使之同时具备超疏水和疏油特点，达到易洁、耐磨、抗老化和抗腐蚀的特殊需求；（3）采用复合材料、控制生长速率和特殊的退火技术，达到长时间保持纳米涂层的活性和物理强度的目的。欢迎研究单位和企业洽谈合作事宜！
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