新型高效發(fā)光量子點(diǎn)的制備及其發(fā)光性質(zhì)的研究.pdf

1、半導(dǎo)體發(fā)光量子點(diǎn)在過(guò)去的二十年間受到了廣泛的關(guān)注，和傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料相比，量子點(diǎn)有許多優(yōu)異的光學(xué)性能，如:窄的發(fā)光峰，寬的吸收帶，較高的熒光量子產(chǎn)率和較強(qiáng)的光穩(wěn)定性等。在發(fā)光二極管、生物標(biāo)記、生物檢測(cè)和藥物載體等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。以Ⅱ-Ⅵ族量子點(diǎn)為基礎(chǔ)，人們已經(jīng)制備多種核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)和合金量子點(diǎn)等。目前對(duì)量子點(diǎn)的研究，依然集中于增強(qiáng)其熒光量子產(chǎn)率，改善其光學(xué)性能和穩(wěn)定性以及增強(qiáng)其生物兼容性。
　　光學(xué)性能優(yōu)異且形貌均勻的量

2、子點(diǎn)主要以熱注射的方法來(lái)制備，本文擬用熱注射方法來(lái)制備高效發(fā)光量子點(diǎn)，研究不同的表面配體負(fù)載對(duì)量子點(diǎn)光學(xué)性能和形貌的影響，探討制備高效發(fā)光量子點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)條件，并在生物標(biāo)記方面進(jìn)行探索。
　　首先，利用低成本材料通過(guò)熱注射方法制備了CdSeS均勻合金量子點(diǎn)，通過(guò)吸收光譜和發(fā)光光譜的時(shí)間演化系統(tǒng)地研究了Se/S摩爾比以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)CdSeS量子點(diǎn)的發(fā)光性能的影響，當(dāng)Cd/Se/S摩爾比為3∶1∶2時(shí)，其熒光強(qiáng)度達(dá)到最佳。借鑒連續(xù)離子層吸

3、附反應(yīng)方法，成功制備了短枝狀CdSeS/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)，ZnS層主要以短枝狀在CdSeS表面生長(zhǎng)。透射電鏡和X射線粉末衍射測(cè)試表明CdSeS/ZnS量子點(diǎn)具有立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)。枝狀ZnS在核表面生長(zhǎng)之后，把量子點(diǎn)的載流子限制在了核內(nèi)，這顯著增加了量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，CdSeS/ZnS量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率高達(dá)90％，而ZnS包覆前CdSeS的熒光量子產(chǎn)率僅為39％。另外，通過(guò)利用巰基乙酸進(jìn)行配體交換，對(duì)CdSeS/ZnS量子點(diǎn)進(jìn)行生物功

4、能化，將其從有機(jī)相轉(zhuǎn)到水相，量子點(diǎn)保持了較高的穩(wěn)定性。我們進(jìn)一步利用CdSeS/ZnS量子點(diǎn)成功標(biāo)記大腸桿菌E.Coli O-157，并在熒光顯微鏡下顯示出清晰的圖像。
　　其次，利用三辛基膦(TOP)和油胺(OLA)制備了具有不同表面配體的CdSe量子點(diǎn)。通過(guò)透射電鏡和熒光光譜分析，研究了三辛基膦和油胺單獨(dú)負(fù)載于量子點(diǎn)表面和共同負(fù)載于量子點(diǎn)表面時(shí)對(duì)量子點(diǎn)形貌和光學(xué)性能的影響。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜測(cè)試，分析了三辛基膦和油胺在量子

5、點(diǎn)表面的主要連接位置，并探索最佳的配體負(fù)載條件。然后，通過(guò)選擇不同尺寸的CdSe量子點(diǎn)進(jìn)行CdZnS包覆，制備了高效發(fā)光的CdSe/CdZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。由于量子點(diǎn)的“尺寸依賴(lài)”性，通過(guò)選擇CdSe核的尺寸大小和控制反應(yīng)時(shí)間，可以獲得不同顏色發(fā)光的CdSe/CdZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)，其發(fā)光峰幾乎可以覆蓋從580到615 nm間的所有位置。利用谷胱甘肽進(jìn)行配體交換，將CdSe/CdZnS量子點(diǎn)從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水溶液中并成功用于對(duì)HeLa細(xì)