碳納米顆粒及其復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備和發(fā)光特性研究.pdf

1、跟傳統(tǒng)的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體量子點(diǎn)相比，碳納米顆粒不含金屬元素，具有無毒性、不污染環(huán)境、源料豐富、成本低廉等優(yōu)勢，跟同族的硅量子點(diǎn)相比，合成碳納米顆粒的方法簡單多樣。碳納米顆粒的發(fā)光性質(zhì)獨(dú)特而豐富，已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和光電子器件領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本文利用油酸輔助蔗糖碳化的方法制備C8結(jié)構(gòu)的碳納米顆粒，通過對其進(jìn)行表面處理來調(diào)控其發(fā)光特性，研究其發(fā)光機(jī)理;設(shè)計(jì)了基于C8碳量子點(diǎn)的電致發(fā)光器件，研究其載流子輸運(yùn)和復(fù)合性質(zhì);利用以共沉淀法制

2、備的Fe3O4納米顆粒為種子，以蔗糖為碳源，采用水熱法制備得到核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@C磁性納米顆粒。
　　利用選區(qū)電子衍射和X射線衍射證實(shí)合成的碳納米顆粒具有C8結(jié)構(gòu)。這種碳納米顆粒的光致發(fā)光(PL)的光譜范圍較寬(390-640 nm)，包含430和520 nm的兩個(gè)發(fā)光峰。將制備的C8結(jié)構(gòu)的碳納米顆粒在堿性條件下用紫外燈照射8小時(shí)后，PL譜中綠光峰幾乎消失。通過對比研究樣品處理前后的表面結(jié)構(gòu)和光吸收，發(fā)現(xiàn)C8碳納米顆粒的綠光發(fā)

3、射來源于納米顆粒表面與酯基相關(guān)的表面缺陷。
　　基于C8碳量子點(diǎn)的有機(jī)-無機(jī)雜化發(fā)光二極管(LED)具有獨(dú)特的電致發(fā)光特性，隨著外加偏壓的變化器件的發(fā)光顏色從藍(lán)光變到綠光和紅光。通過分析器件的結(jié)構(gòu)、能級分布和J-V特性，并結(jié)合分析載流子傳輸層和量子點(diǎn)層的光致發(fā)光特性，揭示了隱藏在器件電致發(fā)光現(xiàn)象背后的物理機(jī)制。我們發(fā)現(xiàn)隨器件外加偏壓的變化，器件界面勢壘發(fā)生變化，從而引起載流子的傳輸機(jī)制發(fā)生相應(yīng)的變化，同時(shí)器件中電子、空穴復(fù)合的空間

4、區(qū)域發(fā)生轉(zhuǎn)移:隨偏壓的增加，電子、空穴的復(fù)合區(qū)域從電子傳輸層轉(zhuǎn)移到碳量子點(diǎn)層、載流子復(fù)合區(qū)域的空間轉(zhuǎn)移導(dǎo)致器件的發(fā)光顏色從藍(lán)光變到綠光、紅光。
　　利用鐵鹽共沉淀法制備了具有立方結(jié)構(gòu)的Fe3O4納米顆粒，其直徑分布在7-20nm范圍內(nèi)。把它作為種子，以蔗糖作為原料，利用水熱法合成了核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@C納米顆粒。通過透射電鏡、X射線衍射和拉曼光譜分析證實(shí)合成出核殼結(jié)構(gòu)磁性納米顆粒。這種復(fù)合納米顆粒表面主要存在跟碳、氧相關(guān)的化學(xué)基