為“低維材料與器件叢書”之一。《量子點的合成與應用》主要介紹量子點類材料的概念、合成、主要性質及其應用，除了針對經典半導體材料類的量子點進行介紹外，還對近年來發展的非經典半導體類量子點進行了介紹。
 
在量子點的應用方面，不僅介紹了經典的發光，生物成像、檢測、太陽能器件、光電器件等應用，而且針對近年來開展的量子點材料的催化特性進行了詳細的介紹。
 
此外，在內容上《量子點的合成與應用》在新型量子點材料的研究進展，新型量子點材料的合成、性質及應用方面進行了比較詳盡的討論。對最近研究成果的舉例討論，是《量子點的合成與應用》的一大特色。

唐康輝，荊州大學教授、博士生導師，國家傑出青年科學基金獲得者。

1976年3月生，2005年畢業于東北師範大學，獲博士學位，師從王恩波教授；2006-2008年，在香港城市大學做博士後，合作導師為李述湯院士。2008年獲全國百篇優秀博士學位論文獎，2012年獲評國家“萬人計畫”首批青年拔尖人才，2013年獲中國石油和化學工業聯合會科技進步獎。2014年、2017年分別獲批國家自然科學基金優秀青年科學基金、國家傑出青年科學基金。主持國家自然科學基金重點、面上項目，“973計畫”課題等科研項目十余項。

近年來針對碳量子點開展了一系列的深入研究。建立了碳一水體系的可控電化學刻蝕技術，實現了高結晶度、高純度碳量子點的大量可控制備；明確了碳量子點的結構與表面組成，闡明了碳量子點的光電化學性質；發現了碳量子點的光電催化特性，提出了“能量轉換與電子傳遞協同作用”的催化劑設計模型；設計了一系列基於碳量子點的高效光電催化體系，為替代稀有貴金屬催化劑提供了新的思路和途徑。其中部分研究成果入選“2015年度中國科學十大進展”。

總序
前言
第1章 量子點簡介 1
1.1 歷史沿革 1
1.2 量子點的定義與分類 2
1.3 量子點的結構與性質 3
1.4 新型量子點簡介 4
參考文獻 5
第2章 量子點的製備 7
2.1 量子點的製備方法簡介 7
2.2 量子點合成的物理化學原理 8
2.2.1 成核和生長模型 8
2.2.2 晶核的表徵 9
2.2.3 配體的作用 10
2.2.4 表面態 10
2.2.5 量子點的純化 11
2.3 量子點的合成技術 12
2.3.1 經典熱注入法示例 12
2.3.2 Ⅱ-Ⅵ族量子點 14
2.3.3 Ⅲ-Ⅴ族半導體量子點 20
2.3.4 Ⅳ族元素及新型二維材料量子點 21
2.4 量子點合成的化學機理 22
2.4.1 前驅體的製備 22
2.4.2 絡合過渡態 23
2.4.3 金屬的還原 24
2.4.4 前驅體活性 25
2.4.5 膦、胺配體 25
參考文獻 26
第3章 量子點的結構調控 35
3.1 量子點的表面 35
3.1.1 量子點表面及表徵 35
3.1.2 晶核-配體介面的結構 37
3.1.3 配體交換反應 38
3.1.4 表面配體與量子點電子結構 40
3.1.5 表面配體設計 43
3.2 量子點的摻雜及合金化 46
3.2.1 量子點的摻雜 46
3.2.2 量子點的合金化 48
3.3 量子點異質結構 49
3.3.1 Ⅰ型異質結 50
3.3.2 Ⅱ型異質結 51
3.3.3 准Ⅱ型異質結 51
3.3.4 核/殼介面：應力與合金化 51
參考文獻 52
第4章 量子點的組裝 58
4.1 量子點超晶格結構的合成與表徵 58
4.1.1 組裝方法簡介 58
4.1.2 超晶格的表徵 63
4.1.3 組裝體中量子點間相互作用 65
4.1.4 硬、軟顆粒：量子點組裝的兩個極端模型 67
4.2 不同形狀納米晶的自組裝 68
4.2.1 准球形量子點 69
4.2.2 棒狀和盤狀納米晶 69
4.2.3 片狀納米晶 71
4.2.4 多面體量子點 71
4.2.5 支化結構和多組分異質結納米晶 73
4.2.6 不同類型球形量子點混合物 74
4.3 量子點超晶格的缺陷 76
4.4 量子點表面化學過程驅動的自組裝 79
4.4.1 初始烴鏈配體的部分脫附 79
4.4.2 聚合物表面配體 80
4.4.3 帶電的表面配體 82
4.4.4 基於DNA的表面配體 83
4.4.5 分子開關型表面配體 85
4.5 環境在導引量子點自組裝中的作用 86
4.5.1 在平整表面的自組裝 86
4.5.2 彎曲表面輔助的自組裝 86
4.5.3 結構導向介質中的自組裝 88
參考文獻 90
第5章 量子點的光學性質 100
5.1 量子點的電子結構簡介 100
5.2 量子點的基本光學性質 101
5.2.1 吸收光譜 102
5.2.2 光致發光光譜 104
5.2.3 量子點自身尺寸和表面的影響 106
5.2.4 摻雜與合金化量子點 107
5.2.5 複合結構半導體量子點 110
5.2.6 重摻雜半導體量子點的等離子體共振 115
5.3 量子點的超快光譜動力學 117
5.3.1 激子動力學 118
5.3.2 非線性激子動力學 120
5.3.3 量子點異質結激子動力學 121
參考文獻 123
第6章 量子點的電學與電化學性質 131
6.1 量子點的電學性質簡介 131
6.1.1 光誘導電子轉移 131
6.1.2 量子點膜中的電荷傳輸 133
6.2 量子點的電化學性質 136
6.2.1 量子點研究的電化學技術 138
6.2.2 量子點的電化學伏安特性 139
6.2.3 量子點的光譜電化學測量 142
6.2.4 量子點的電化學發光 144
參考文獻 152
第7章 量子點器件 160
7.1 量子點器件簡介 160
7.2 量子點光伏器件 163
7.2.1 量子點敏化太陽能電池 164
7.2.2 量子點薄膜太陽能電池 167
7.2.3 量子點太陽能電池的光學工程 169
7.2.4 多結量子點太陽能電池與熱載流子效應 170
7.3 量子點場效應電晶體 171
7.4 量子點光電探測器件 173
7.4.1 光電導型探測器 173
7.4.2 光電二極體型探測器 175
7.5 量子點電致發光器件 176
7.5.1 量子點電致發光器件簡介 176
7.5.2 器件性能限制因素的光譜理解 181
7.6 其他量子點光學器件 184
參考文獻 185
第8章 量子點的催化性質 195
8.1 量子點異質結光催化劑 195
8.2 量子點光催化劑的超快光譜動力學 198
8.3 量子點/助催化劑介面優化 200
8.4 金屬等離子體效應的利用 201
8.5 碳量子點的催化特性 203
參考文獻 206
第9章 量子點的生物成像應用 213
9.1 超分辨顯微成像與單粒子追蹤 214
9.2 體外成像 216
9.3 組織成像 217
9.4 體內成像 219
9.5 生物與環境安全性 223
9.5.1 體外研究 224
9.5.2 體內研究 225
參考文獻 226
第10章 量子點的傳感檢測應用 234
10.1 量子點螢光感測器 234
10.1.1 量子點表面偶聯 234
10.1.2 螢光探針檢測機理 236
10.1.3 螢光感測器研究進展 257
10.2 量子點電化學感測器 239
10.2.1 電化學發光感測器 239
10.2.2 電化學免疫感測器 241
10.3 碳、矽量子點檢測簡介 242
參考文獻 243
第11章 挑戰和展望 248
關鍵字索引 251