一 、实验场景:钙钛矿量子点(PQDs)复合材料的荧光特性与空间分布分析
1.钙钛矿量子点(Perovskite Quantum Dots, PQDs)是一类具有钙钛矿晶体结构的半导体纳米材料,其核心结构由ABX₃型钙钛矿晶体组成。由于其具有优异的光学性能,包括较高的光致发光效率、窄发射光谱、可调谐发光波长以及良好的色纯度等特点,钙钛矿量子点在显示器件、光电探测、生物成像和光学防伪等领域展现出广泛的应用潜力。
2. 在本次实验中,用户通过构建SiO₂/SAM界面修饰的钙钛矿量子点复合结构,利用激光共聚焦显微镜对钙钛矿量子点的荧光分布、发光特性及稳定性进行观察与分析,为研究钙钛矿量子点的光学性能及表面调控方法提供可视化表征手段。利用NCF1000激光共聚焦显微镜,主要选用20X复消色差物镜,选用405nm,488nm,561nm,640nm高功率激光波段,对固定于SiO₂/SAM基底上的钙钛矿量子点(PQDs)进行多通道荧光成像及Z序列扫描,通过三维重构分析PQDs在基底表面的分布状态、荧光强度变化及空间定位信息,为研究钙钛矿量子点的光学性质及稳定性提供直观的成像依据。
选用20X复消色差物镜,对固定于SiO₂/SAM基底上的钙钛矿量子点(PQDs)进行多通道荧光成像及Z序列扫描
用户使用配有20X物镜(0.75 NA)的NCF1000激光共聚焦显微镜,对PQDs 进行多通道荧光成像。 PQDs选择488nm的激发波段,发射绿光; SiO₂/SAM基底选择使用405nm,561nm,640nm的激发波段,分别发射蓝光,红光和紫光。其中基底图案包括十二生肖,圆形,正方形等。
Z序列成像实现三维空间信息获取
为获取PQDs的三维空间分布信息,用户使用配有20X物镜(0.75 N.A)的NCF1000激光共聚焦显微镜对PQDs的不同视野进行Z序列图像获取和三维模型渲染观察。
三 、NCF1000共聚焦显微镜如何助力实验
1. 多色扫描
NCF1000配合使用的NomisPro X-C软件支持多个激光通道进行扫描。
提供四通道同时扫描,隔通道扫描,分时扫描和自定义扫描四种扫描方式。
2. LUT色阶调节功能
可以根据每个通道基底和PQDs的荧光强度进行调整,提供手动调节色阶功能和自动调节色阶功能两种方式。

图6:LUT色阶调节
3. Z序列图像获取
Z序列( Z-Stack)图像用于3D成像。Z-Stack包含两种模式:“Start/ End”模式和“Center”模式。在“Start/ End”模式中,用户通过设定上下边界来决定3D成像的Z轴范围,见图7。而在“Center”模式中,用户则通过指定Z轴的中间位置和所需的3D厚度来确定成像范围,见图8。该功能允许研究人员在三维空间中精确地获取样品的结构信息,从而提高成像的分辨率和细节。
4. 3D显示功能
3D显示功能指将Z序列2D图像通过算法处理成3D模型的成像方式。
NCF1000激光共聚焦显微镜配套图像获取软件NomisPro X-C 或离线版软件NomisPro X-V可导入Z序列图像,通过点击3D图像进行模型渲染并自动生成图像,见图9。
在3D显示界面,可实现各立体通道色阶调整并进行多方向展示,见图10。
图9:3D图像显示入口界面
图10:3D图像显示与调整界面
四 、实验过程中可能遇见的问题
Q1:样本制备时,图案的方向与玻璃底的方向不一致,导致成像图片角度不合适,要如何调整?
A1: NomisPro X-C 软件提供旋转功能,可以通过数值输入任意角度,从而获得满意的成像效果。