硅納米粒子的發(fā)光調(diào)控及還原性能的研究.pdf

1、硅材料具有資源豐富、價(jià)格相對(duì)低廉、禁帶寬度較窄、生物無(wú)毒性等諸多優(yōu)點(diǎn)，是最重要的半導(dǎo)體材料，同是也將是未來(lái)微納米光電集成的基礎(chǔ)材料。由于量子限制效應(yīng)的影響，納米硅具有不同于本體硅的獨(dú)特光電性能，在發(fā)光、光伏、探測(cè)等領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。論文的第一章綜述了納米硅的發(fā)光機(jī)理、制備方法、性能改進(jìn)及其應(yīng)用的研究進(jìn)展；著重提出從硅納米粒子的表面缺陷態(tài)角度出發(fā)，調(diào)控其發(fā)光性能，實(shí)現(xiàn)硅納米粒子發(fā)射白色熒光，以及硅納米粒子在其他領(lǐng)域應(yīng)用的拓展。

2、r>　　 論文的第二章描述了利用濕化學(xué)的方法，制備表面修飾基團(tuán)不同的硅納米粒子。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上，通過加入不同體積位阻的氨基基團(tuán)進(jìn)行修飾，得到3種具有不同表面基團(tuán)的硅納米粒子。采用透射電鏡(TEM)，紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)，熒光激發(fā)光譜(PLE)和發(fā)射光譜(PL)等手段對(duì)不同表面基團(tuán)的硅納米粒子的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明粒徑相似（均為5nm左右）、表面基團(tuán)不同的3種硅納米粒子表面具有不同的發(fā)光中心，分別對(duì)應(yīng)

3、于藍(lán)、綠、紅光波段；同時(shí)，經(jīng)過表面修飾后的硅納米粒子其發(fā)光穩(wěn)定性也得到顯著提高。進(jìn)一步地，將具有發(fā)射藍(lán)、綠、紅光的硅納米粒子以一定比例在乙醇中混合，得到的混合溶液在紫外燈照射下能發(fā)射白光。經(jīng)過定時(shí)觀察，該白色熒光較為穩(wěn)定，一個(gè)月內(nèi)發(fā)光強(qiáng)度基本不衰減。通過對(duì)單獨(dú)粒子和混合粒子熒光性質(zhì)的研究，提出該白色熒光的產(chǎn)生主要?dú)w因于不同硅納米粒子之間存在一個(gè)能量轉(zhuǎn)移的過程。
　　 論文的第三章側(cè)重研究濕化學(xué)法制備的硅納米粒子對(duì)重金屬離子的還原

4、行為。利用XRD、UV-Vis等手段證實(shí)硅納米粒子能夠還原諸如Au3+、Ag+、Cr6+等重金屬離子，但無(wú)法還原Cu2+，其還原能力介于銀和銅之間。提出反應(yīng)的發(fā)生受熱力學(xué)控制，并和硅納米粒子的小尺寸效應(yīng)和表面活性等因素相關(guān)。根據(jù)硅納米粒子能還原Cr6+的性質(zhì)以及Cr6+特征紫外吸收峰強(qiáng)度與濃度的定量關(guān)系，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線滴定法，測(cè)得了所制備的硅納米粒子溶液的濃度為0.015mol/L，產(chǎn)率為46.1％，并分析了可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。