物质名称：PbS量子点，PbS QDs

基础特性

PbS量子点（Lead Sulfide Quantum Dots，PbS QDs）由硫化铅（PbS）构成，属于窄禁带半导体（约0.4 eV），其发射波长可通过粒径调控覆盖近红外至中红外区域（800-1600 nm）。这种量子限域效应使其在光电器件中具有独特优势，例如在太阳能电池中可吸收低能量光子，拓宽光谱响应范围。

合成方法

PbS QDs的合成多采用热注入法，将铅前驱体（如醋酸铅）与硫源（如双（三甲基硅基）硫）在高温有机溶剂中快速混合，通过控制反应时间调节粒径。例如，制备发射波长1000 nm的量子点需将反应温度维持在120-150℃，反应时间控制在1-5分钟。表面修饰长链配体（如油酸）可增强疏水性，便于后续溶液加工。

应用领域

PbS QDs在近红外光电探测器中表现优异，其高吸收系数和可调发射特性使其成为光通信和生物成像的理想材料。例如，修饰聚乙二醇（PEG）后的水溶性PbS QDs可用于活体深层组织成像，减少光散射干扰。此外，其在量子点太阳能电池中作为活性层，可实现超过10%的光电转换效率，但需解决长期稳定性问题。

发展挑战

PbS QDs的毒性（含铅元素）限制了其在生物医学领域的直接应用，尽管表面包覆介孔二氧化硅或碳层可降低泄漏风险，但长期安全性仍需验证。此外，其合成过程中需使用有毒有机溶剂，开发绿色合成工艺（如水相合成）是未来研究方向。提高器件稳定性与降低成本也是推动其商业化的关键。

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