硅量子点的双光子激发光谱及其对生物成像的意义

具有近红外（NIR）光致发光且可在近红外进行双光子激发的胶体纳米晶硅量子点（nc-SiQDs），有望在深层生物成像领域开辟新机遇。利用双光子激发，在双光子带隙 $E_g^{(QD)}/2$ 之上 $1.46 < \hbar \omega < 1.91$ eV（波长 $850 > \lambda > 650$ nm）的光谱范围内，以及在代表性光子能量 $\hbar \omega = 0.99$ eV（$\lambda = 1250$ nm）低于该带隙处，测量了胶体nc-SiQDs的简并双光子吸收（2PA）截面谱。对直径 $d = 1.8 \pm 0.2$ 和 $d = 2.3 \pm 0.3$ nm、均以1-十二烯钝化并分散于甲苯中的nc-SiQDs，将其双光子激发光致发光（2PE-PL）谱强度与已知浓度的甲醇中罗丹明B染料的2PE-PL进行校准。观察到较小直径纳米晶体的2PA截面较小，且2PA起始相对体硅的双光子间接带隙发生蓝移，这与激子量子限域的预期一致。在各种生物组织中模拟了nc-SiQDs利用2PE-PL进行生物成像的效率，并与其他量子点和分子荧光团比较，发现其在更大深度下具有更优表现。