第四章半導體顆粒和顆粒膜半導體是指導電率介于金屬與絕緣體之間的一種晶體或無定形的固體物質(zhì)，其阻抗隨溫度的增加而減小。被電子充滿的導帶及沒有電子占據(jù)的價帶。能量差稱為禁帶寬度，它的激發(fā)導致一個電子從價帶躍遷至導帶，同時在晶格中產(chǎn)生了一個正電荷或空穴。電子和空穴的移動相互關(guān)聯(lián)的，其電荷間的靜電吸引形成一個束縛的電子—空穴對，既“激子”。如下圖

半導體膠體顆粒及顆粒膜是近來發(fā)展起來的，它有一系列優(yōu)點：

1它們對尺寸和維數(shù)的依賴性對于研制和開發(fā)電—光器件極其重要，在適當?shù)哪軒r具有寬的吸收光譜和高的消光系數(shù)，并且可以通過摻雜或物理或化學修飾使之敏化。

2可以將半導體膠體制成顆粒足夠小、濃度比較稀的體系，減少光散射的影響，便于光譜測試；有大的表面積，因而是有效的吸光物質(zhì)---光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴很快被顆粒表面所捕獲，且容易從這個小顆粒上轉(zhuǎn)移到另一個受體。如圖。

3相對而言，半導體膠體分散體的產(chǎn)生是非常廉價的。

然而，納米尺寸半導體膠體顆粒的制備仍然是很困難的，要得到穩(wěn)定的、單分散的、具有已知特性的納米尺寸半導體膠體顆粒，不僅對實驗要求很高，而且對人的智力也是一個挑戰(zhàn)。

4.1納米尺度半導體膠體顆粒尺寸量子化效應(yīng)尺寸量子化效應(yīng)是直徑小于或等于本體材料中激子大小的半導體顆粒的基本特性。

如CdS本體材料中的激子直徑為50~60?，也就是說在直徑等于或小于60?

（相當于3000~4000個原子）的CdS顆粒上才可以觀察到量子尺寸效應(yīng)。

利用電子顯微鏡和X-光散射等測量手段，可以確定量子尺寸的半導體顆粒不同于相應(yīng)本體材料的結(jié)構(gòu)特征，這是非常重要的。

隨著半導體顆粒尺寸的減小，其吸收邊相應(yīng)有一個藍移的過程。

如CdS：本體材料吸收邊在5155nm，相應(yīng)于80?

的顆粒的吸收起點；而直徑在40?和20?的顆粒的吸收邊則分別在4805nm和40010nm

。

又如，隨著Cd3P2尺寸的減小，其顏色從黑色、紅色、橙色、黃色，最后變?yōu)榘咨?/p>

這也從另一個方面證實了量子尺寸效應(yīng)。

熒光光譜也可表征量子尺寸的半導體顆粒。

同時也建立了幾種方法對量子尺寸化效應(yīng)進行理論處理?！皠菹渲辛Ｗ印钡鹊?。

4.2單分散的納米尺度半導體顆粒的制備硫化物、硒化物、碲化物、磷化物、砷化物的半導體顆?？梢酝ㄟ^控制H2S、H2Se、H2Te、PH3和AsH3與適當?shù)慕饘偎芤旱某恋矸磻?yīng)來制備。這些膠體一般都用聚磷酸鈉作為穩(wěn)定劑。