CdSe量子點的水相合成及其光學(xué)性能研究.pdf

1、在過去的十多年，零維半導(dǎo)體納米材料以其獨特的光學(xué)、電學(xué)性能已被應(yīng)用于太陽能電池，發(fā)光二極管，生物標(biāo)記等領(lǐng)域。有機(jī)相合成的量子點不能溶于水，生物相容性差。相反，水相合成量子點方法簡單、低毒，量子點在水中可以穩(wěn)定存在，生物相容性好。因此，本課題采用水相法來合成CdSe量子點。
　　首先，我們在水相中不同溫度下合成了CdSe量子點。合成的量子點用紫外-可見吸收光譜和熒光光譜來表征其光學(xué)性能，用X射線衍射和透射電鏡對顆粒的結(jié)晶和尺寸進(jìn)行測

2、試。結(jié)果表明隨著反應(yīng)溫度從室溫升到90oC，量子點的禁帶寬度明顯減小，相應(yīng)的量子點的尺寸增加，同樣光學(xué)性能也發(fā)生很大變化。起始溫度對量子點的合成和光學(xué)性能有重要的影響。從更廣泛地控制熒光顏色和強(qiáng)度的角度出發(fā)，17-90oC的反應(yīng)溫度范圍更適合合成CdSe量子點。
　　其次，我們通過水相合成量子點的紫外-可見吸收光譜和熒光光譜等光學(xué)性能來研究量子點的成核與長大的動力學(xué)。兩個重要的動力學(xué)參數(shù)反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間分別在20-90oC和0-

3、12h變化。我們的研究表明在較低溫度如20oC有利于形核過程，形成顆粒小、分布窄的納米顆粒。在20-90oC各個反應(yīng)溫度下，顆粒的長大大約在1h內(nèi)完成。反應(yīng)溫度對量子點的動力學(xué)性能有很大的影響。70oC的樣品有最大的熒光性能變化范圍。從更廣泛地控制熒光顏色和強(qiáng)度的角度出發(fā)，反應(yīng)溫度為70oC有利于CdSe量子點的合成。
　　再次，我們對比研究了在水相和乙醇相中合成的量子點。和水相相比，乙醇相中合成的量子點有更優(yōu)的熒光性能。通過仔細(xì)

4、表征，結(jié)果表明在乙醇相中合成的量子點的不同的原因是存在大的聚集體。通過透射電鏡和高分辨透射電鏡的觀察表明乙醇相合成的量子點是三級微結(jié)構(gòu)，而水相合成的量子點是二級微結(jié)構(gòu)。乙醇相中獲得的量子點的熒光性能強(qiáng)是因為其表面包覆了更多的穩(wěn)定劑TGA的結(jié)果。
　　最后，我們還開展了核殼結(jié)構(gòu)量子點的合成，即通過使用不同量的Zn和S進(jìn)行包覆。研究結(jié)果表明：Zn和S的使用量較少則不足以形成較好的包覆，熒光強(qiáng)度也因此沒有明顯提高；當(dāng)用量較大時則由于包覆