氧化锌（ZnO）量子点作为一种重要的半导体材料，因其光学和电学性质，在发光二极管、太阳能电池、生物成像等领域具有应用前景。然而，ZnO 量子点的量子产率通常较低，限制了其实际应用。量子产率是指量子点在吸收光子后能够有效发射光子的比例，较高的量子产率意味着更光发射性能。

ZnO 量子点量子产率受限的原因

表面缺陷：ZnO 量子点表面存在大量的缺陷态，这些缺陷态会捕获激子，导致非辐射复合增加，从而降低量子产率。

尺寸效应：量子点的尺寸对其量子产率有影响。尺寸过小可能导致表面缺陷增多，而尺寸过大则可能超出量子限制效应的范围，降低发光效率。

制备方法：传统的制备方法如水相合成法，虽然操作简单，但合成的量子点表面缺陷较多，量子产率较低。

克服量子产率限制的策略

（一）表面修饰

表面修饰是提高 ZnO 量子点量子产率的有效方法之一。通过在量子点表面引入合适的配体或涂层，可以减少表面缺陷，增强量子点的稳定性，从而提高量子产率。例如，使用有机配体如油酸（OA）或十八烯（ODE）进行表面修饰，可以有效减少表面缺陷，提高量子点的发光效率。

（二）优化制备方法

选择合适的制备方法对提高 ZnO 量子点的量子产率至关重要。以下是一些制备方法：

高温水热法：高温水热法继承了传统水相法的优点，同时克服了回流温度不能超过 100°C 的缺点。较高的制备温度可以缩短量子点的成核和生长时间，减少表面缺陷，从而提高量子产率。

微波辐射法：微波辐射法具有升温速度快、温度梯度小、选择性加热等优点。通过微波辐射，可以实现快速合成，量子点尺寸更均匀，量子产率更高。

微流控技术：微流控技术能够在反应器内实现热传递和质量传输，使试剂的混合、加热和冷却时间缩短至毫秒级。这种方法可以控制反应条件，从而提高量子点的量子产率。

（三）合金化与核壳结构

通过合金化或构建核壳结构，可以优化 ZnO 量子点的光学性能。例如，制备 ZnO 与其他金属（如 Cd、Ga 等）的合金量子点，或者构建 ZnO 核壳结构，可以有效调节量子点的能带结构，减少表面缺陷，从而提高量子产率。

高性能 ZnO 量子点相关定制

（一）高温水热法制备 ZnO 量子点

采用高温水热法，以醋酸锌为前驱体，氢氧化钾作为碱源，在 150°C-200°C 的温度范围内进行反应。通过优化反应温度和时间，可以制备出尺寸均匀、表面缺陷少的 ZnO 量子点，其量子产率高。

（二）微流控技术合成 ZnO 量子点

利用微流控技术，通过控制反应条件，如流速、温度和反应时间，可以合成ZnO 量子点。这种方法不仅提高了量子产率，还实现了量子点的均匀分散，减少了聚集现象。

通过表面修饰、优化制备方法以及构建合金化或核壳结构等策略，可以有效克服 ZnO 量子点的量子产率限制，定制出高性能的 ZnO 量子点。这些策略不仅提高了量子点的发光效率，还增强了其稳定性和应用范围。