的纳米颗粒可以经由可以预先组装在基板上的连接基或经由纳米颗粒封 端分子或在那些不存在的情况下与表面区域缔合。
[0035] 在多层中的层中的每个包括不同类型的纳米颗粒，使得带隙特性被调节以提供上 文定义的带隙结构。一层的纳米颗粒可以在纳米颗粒材料、纳米颗粒尺寸、纳米颗粒形状 (例如，长形的纳米颗粒等）、纳米颗粒结构（例如，多角物（multipod)、芯-壳等）、存在或 不存在掺杂原子（材料）、掺杂剂的选择、掺杂剂的浓度、价带偏移量和颗粒带结构中的至 少一种上不同于另一个层的纳米颗粒（即它们可以具有不同的纳米颗粒类型）。
[0036] 在某些实施方案中，在多层结构中的至少两层在多于一个参数（例如，尺寸和形 状）上不同。
[0037] 在某些实施方案中，在多层结构中的至少三层在多于一个参数上不同。
[0038] 在某些实施方案中，在多层结构中的至少四层或至少五层在多于一个参数上不 同。
[0039] 在其他实施方案中，在多层结构中的至少两层在2个参数或3个参数或4个参数 或5个参数或6个参数或7个参数或8个参数上不同。
[0040] 在其他实施方案中，在多层结构中的至少三层在2个参数或3个参数或4个参数 或5个参数或6个参数或7个参数或8个参数上不同。
[0041 ] 在其他实施方案中，在多层结构中的至少四层或至少五层在2个参数或3个参数 或4个参数或5个参数或6个参数或7个参数或8个参数上不同。
[0042] 在某些实施方案中，在多层中的层中的每个在一个或更多个参数上不同于彼此 (例如，所有的层具有相同的材料形状、结构等，但在它们的尺寸上不同于彼此）。在某些实 施方案中，每两层与在多结构中的每两个其他层相比，在不同的参数（一个或更多个参数） 上不同（例如，两层在纳米颗粒的尺寸上不同；其他两层在存在或不存在掺杂上不同）。在 某些实施方案中，层中的某些在一个或更多个参数上彼此不同，并且层中的某些在另外的 一个或更多个参数上彼此不同。
[0043] 在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同尺寸的纳米颗粒 层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同材料的纳米颗粒层。在 某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同形状的纳米颗粒层。在某些 实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同结构的纳米颗粒层。在某些实施 方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同的掺杂原子或不存在掺杂原子的纳米 颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同的掺杂剂选择的 纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同的掺杂剂浓 度的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同的价带 偏移量的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同的 带结构的纳米颗粒层。
[0044] 在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同形状和/或尺寸 的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同形状和/ 或不同尺寸和/或材料的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗 粒是具有不同的结构和/或尺寸和/或材料的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的 不同类型的纳米颗粒是具有不同尺寸和/或不同材料和/或在存在或不存在掺杂原子（材 料）上不同的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不 同尺寸和/或不同材料和/或在掺杂剂的选择上不同的纳米颗粒层。在某些实施方案中， 在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同尺寸和/或不同材料和/或在掺杂剂的浓度上 不同的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同尺寸 和/或不同材料和/或结构和/或在掺杂剂的选择上不同的纳米颗粒层。在某些实施方案 中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同尺寸和/或不同材料和/或不同价带偏移 量的纳米颗粒层。在某些实施方案中，在多层中的不同类型的纳米颗粒是具有不同尺寸和 /或不同材料和/或不同的颗粒带结构的纳米颗粒层。
[0045] "纳米颗粒材料"指的是纳米颗粒的化学组合物。纳米颗粒材料可以被掺杂或可以 不被掺杂。一般来讲，纳米颗粒包含选自半导体材料、金属和绝缘体的材料。
[0046] 在某些实施方案中，纳米颗粒包含选自半导体和/或金属的材料。
[0047] 在某些实施方案中，纳米颗粒在金属纳米颗粒中选择。非限制性实例包括Sc、Ti、 V、Cr、Μη、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Tc、Ru、Mo、Rh、W、Au、Pt、Pd、Ag、Μη、Co、Cd、Hf、Ta、Re、 Os、Ir、Hg、Rf、Db、Sg、Bh、Hs 以及 Mt。
[0048] 在某些实施方案中，纳米颗粒包含稀土材料。
[0049] 在某些实施方案中，纳米颗粒具有来自元素周期表d区的IIIB族、IVB族、VB族、 VIB族、VIIB族、VIIIB族、IB族、IIB族、IIIA族、IVA族或VA族的材料，或包含（或含有） 此类材料。
[0050] 在某些实施方案中，纳米颗粒是或包含选自周期表d区的IIIB族、IVB族、VB族、 VIB族、VIIB族、VIIIB族、IB族以及IIB族的过渡金属。在某些实施方案中，过渡金属是选 自 Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Tc、Ru、Mo、Rh、W、Au、Pt、Pd、Ag、Mn、Co、Cd、 Hf、Ta、Re、0s、Ir、Hg、Rf、Db、Sg、Bh、Hs、以及 Mt 的金属。
[0051] 在某些实施方案中，纳米颗粒是选自II-VI族、III-V族、IV-VI族、III-VI族、IV 族半导体的元素以及其组合的半导体纳米颗粒。
[0052] 在其他的实施方案中，纳米颗粒是选自II-VI族材料的半导体纳米颗粒，所述 II-VI 族材料选自 CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdZnSe 以及其任何 组合。
[0053] 在某些实施方案中，纳米颗粒包含CdSe和/或CdS和/或CdTe。
[0054] 在另外的实施方案中，III-V族材料选自InAs、InP、InN、GaN、InSb、InAsP、 InGaAs、GaAs、GaP、GaSb、A1P、AIN、AlAs、AlSb、CdSeTe、ZnCdSe 以及其任何组合。
[0055] 在另外的实施方案中，纳米颗粒是选自IV-VI族的半导体纳米颗粒，材料选自 PbSe、PbTe、PbS、PbSnTe、Tl2SnTe5以及其任何组合。
[0056] 在其他实施方案中，材料是或包含IV族的元素。在某些实施方案中，材料选自C、 Si、Ge、Sn、Pb〇
[0057] 在某些实施方案中，材料是金属、金属合金、或金属氧化物。非限制性实例包括 ZnO、（M0、Fe203、Fe3O4 以及 In 203。
[0058] 在某些实施方案中，纳米颗粒材料包含ZnO。
[0059] 在其他实施方案中，纳米颗粒选自 Ag2S、Bi2S、Sb2S3、Cu2S、CuInS 2、CuFeS2、CuGaS2、 Cu (InGa) S2、CuA1S2、AgS 以及 Cu2 (ZnSn) S4。
[0060] 在某些实施方案中，纳米颗粒材料包含InAs。
[0061] 如上所述，纳米颗粒可以用至少一种掺杂剂原子或离子"掺杂"。掺杂剂在不同于 构成纳米颗粒的材料（原子）的材料中选择。
[0062] 掺杂剂材料可以在金属材料和非金属材料中选择。
[0063] 在某些实施方案中，掺杂剂原子或离子是Li或Mg或Na或K或Rb或Cs或Be或 Ca或Sr或Ba、Sc或Ti或V或Cr或Fe或Ni或Cu或Zn或Y或La或Zr或Nb或Tc或Ru 或Mo或Rh或W或Au或Pt或Pd或Ag或Co或Cd或Hf或Ta或Re或Os或Ir或Hg或B 或Al或Ga或In或Tl或C或Si或Ge或Sn或Pb或P或As或Sb或Bi或0或S或Se或 Te或Po或F或Cl或Br或I或At或其任何组合。
[0064] 在某些实施方案中，掺杂剂选自Ag、Au以及其任何组合。在其他实施方案中，掺杂 剂是Ag。在其他实施方案中掺杂剂是Au。
[0065] 在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有稀土原子或离子。在某些实施方案中，稀土原 子或离子是La或Sc或Y或Lu或Pm或Sm或Ho或Ce或Pr或Gd或Eu或Tb或Dy或Er 或Tm或Nd或Yb或其任何组合。
[0066] 本发明的掺杂的纳米颗粒可以是重掺杂的或轻掺杂的。
[0067] 在某些实施方案中，纳米颗粒的掺杂剂浓度在IX IO13原子每cm3至IX 10 23原子 每cm3之间。
[0068] 在某些实施方案中，纳米颗粒的掺杂剂浓度在IX IO13原子每cm3至1X10 18原子 每cm3之间。
[0069] 在某些实施方案中，纳米颗粒的掺杂剂浓度在IX IO16原子每cm3至1X10 18原子 每cm3之间。
[0070] 在某些实施方案中，纳米颗粒的掺杂剂浓度在IX IOis原子每cm3至IX 10 23原子 每cm3之间。
[0071] 在某些实施方案中，纳米颗粒的掺杂剂浓度在IX IO19原子每cm3至IX 10 22原子 每cm3之间。
[0072] 在某些实施方案中，纳米颗粒的掺杂剂浓度在IX IO19原子每cm3至IX 10 21原子 每cm3之间。
[0073] 在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有至少一种掺杂剂原子或离子。在某些实施方 案中，纳米颗粒掺杂有1至500种掺杂剂原子或离子。在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有 5至200种掺杂剂原子或离子。在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有10至200种掺杂剂原 子或离子。在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有10至100种掺杂剂原子或离子。在某些实 施方案中，纳米颗粒掺杂有20至50种掺杂剂原子或离子。
[0074] 在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有构成纳米颗粒中的原子中的小于15%的掺杂 剂原子或离子。在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有构成纳米颗粒中的原子中的小于10% 的掺杂剂原子或离子。在某些实施方案中，纳米颗粒掺杂有构成纳米颗粒中的原子中的1 % 至15%的掺杂剂原子或离子。
[0075] 在某些实施方案中，将掺杂剂分散在纳米颗粒内。在某些实施方案中，掺杂剂形成 岛状物。在某些实施方案中，掺杂剂位于（或接近于）纳米颗粒的表面。
[0076] 形成多层结构中的每个的纳米颗粒可以基于"纳米颗粒的尺寸"选择。如本领域 中已知的，本体材料（半导体）具有定义的带隙，即导带和价带的边缘的能量差。由于粒度 减小至纳米级区间，电荷载流子的运动变得受到限制。这种影响通过将本体能带分裂成离 散的状态而改变纳米颗粒的电子性质，因此，用减小纳米颗粒的尺寸将这些跃迀移动到较 高的能量。
[0077] 在使用带间跃迀时可以通过由以下的等式确定最低的激发态来选择每层中的纳 米颗粒：
[0079] 其中m*是相应的有效质量，
是本体的