發(fā)布時(shí)間：2017-05-06 11:14

  本文關(guān)鍵詞：摻雜量子點(diǎn)的合成及機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摻雜量子點(diǎn)具有特殊的光學(xué)、電學(xué)以及磁學(xué)性質(zhì)，已經(jīng)在材料化學(xué)材料物理等領(lǐng)域成為了廣大科研工作者的研究重點(diǎn)。尤其在光學(xué)性質(zhì)方面，，摻雜量子點(diǎn)不僅保留了本征量子點(diǎn)優(yōu)異的發(fā)光性能，而且因其有較大的斯托克斯位移可以很好地避免自吸收而引起的自淬滅現(xiàn)象，同時(shí)還極大地提高了自身的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及更長(zhǎng)的熒光壽命。摻雜量子點(diǎn)在生物標(biāo)記、LED以及激光等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，而引起了人們的廣泛關(guān)注。本論文主要以Ⅱ～Ⅵ族半導(dǎo)體納米晶作為銅、錳摻雜的宿主材料合成了多種發(fā)光性能優(yōu)越的摻雜量子點(diǎn)，對(duì)摻雜量子點(diǎn)的制備及發(fā)光機(jī)理研究方面取得了以下創(chuàng)新性的研究成果： 1、以180℃的水熱條件下通過(guò)硼氫化鈉將硫粉還原后的產(chǎn)物作為硫前驅(qū)體，很好地制備了水性Cu:ZnCdS量子點(diǎn)。Cu:ZnCdS量子點(diǎn)不僅發(fā)光顏色純，而且發(fā)光波長(zhǎng)在517nm到650nm范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。詳細(xì)、系統(tǒng)地研究了各種實(shí)驗(yàn)變量對(duì)Cu:ZnCdS量子點(diǎn)發(fā)光性能的影響。對(duì)于在Cu:ZnCdS量子點(diǎn)外延包覆ZnS殼層與其發(fā)光性能的關(guān)系也進(jìn)行了深入地研究，該方法對(duì)合成其它水溶性量子點(diǎn)很有借鑒意義。 2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合成了熒光量子產(chǎn)率高、發(fā)光波長(zhǎng)可控、穩(wěn)定的水溶性Cu:ZnSeS/ZnS量子點(diǎn)。系統(tǒng)研究了各種實(shí)驗(yàn)變量對(duì)Cu:ZnSeS/ZnS量子點(diǎn)發(fā)光性能的影響，并對(duì)其發(fā)光機(jī)理也進(jìn)行了很好的研究。通過(guò)相關(guān)的發(fā)光穩(wěn)定性對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)Cu:ZnSeS/ZnS量子點(diǎn)能夠很好地抑制光致氧化過(guò)程的發(fā)生，發(fā)光性能具有很好的穩(wěn)定性。這種新型、綠色的摻雜量子點(diǎn)非常適于生物標(biāo)記、生物成像以及LED等方面的應(yīng)用。 3、采用成核摻雜法，以十二硫醇作為配體合成了熒光量子產(chǎn)率高達(dá)50～70%的Mn:ZnS量子點(diǎn)。不僅研究了各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)Mn:ZnS量子點(diǎn)發(fā)光性能的影響，還發(fā)現(xiàn)了MnS納米核粒徑大小對(duì)提高M(jìn)n:ZnS量子點(diǎn)熒光性能具有至關(guān)重要的作用。通過(guò)對(duì)比退火實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錳離子在ZnS宿主材料中發(fā)生晶格擴(kuò)散的臨界溫度為260℃。
【關(guān)鍵詞】：Ⅱ～Ⅵ族量子點(diǎn) 半導(dǎo)體 核/殼結(jié)構(gòu) 摻雜 熒光
【學(xué)位授予單位】：貴州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：O611.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 量子點(diǎn)概述9-14
• 1.2.1 本征量子點(diǎn)12-14
• 1.3 摻雜量子點(diǎn)14-17
• 1.3.1 摻雜量子點(diǎn)的合成手段15-16
• 1.3.2 摻雜量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理16-17
• 1.4 量子點(diǎn)的應(yīng)用17-19
• 1.4.1 量子點(diǎn)在發(fā)光二極管中的應(yīng)用17-18
• 1.4.2 量子點(diǎn)在太陽(yáng)能電池方面的應(yīng)用18
• 1.4.3 量子點(diǎn)在生物方面的應(yīng)用18-19
• 1.5 本論文的選題及主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 水性 Cu:ZnCdS/ZnS 核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的合成21-33
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-24
• 2.2.1 化學(xué)試劑22-23
• 2.2.2 儲(chǔ)備液的制備23
• 2.2.3 Cu:ZnCdS 核量子點(diǎn)的合成23
• 2.2.4 ZnS 殼層的包覆23
• 2.2.5 表征23-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-32
• 2.3.1 高活性硫前驅(qū)體對(duì) Cu:ZnCdS 量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)的影響24-25
• 2.3.2 pH 值與 MPA 用量對(duì) Cu:ZnCdS 量子點(diǎn)發(fā)光性質(zhì)的影響25-26
• 2.3.3 銅摻雜濃度對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響26-27
• 2.3.4 宿主材料中組分變化對(duì) Cu:ZnCdS 量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)的影響27-28
• 2.3.5 XPS 分析28-29
• 2.3.6 Cu:ZnCdS 核量子點(diǎn)外層 ZnS 殼層的包覆29-31
• 2.3.7 摻雜量子點(diǎn)的尺寸、形貌以及晶體結(jié)構(gòu)31-32
• 2.4 總結(jié)32-33
• 第三章 水溶性 Cu:ZnSeS/ZnS 核/殼量子點(diǎn)合成及機(jī)理研究33-47
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)34-36
• 3.2.1 化學(xué)試劑34-35
• 3.2.2 儲(chǔ)備液制備35
• 3.2.3 Cu:ZnSeS 量子點(diǎn)的合成35
• 3.2.4 ZnS 殼層的包覆35
• 3.2.5 表征35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-46
• 3.3.1 合成路徑與方法的選取36
• 3.3.2 Cu:ZnSeS 量子點(diǎn)的 XPS 分析36-37
• 3.3.3 氯離子對(duì) Cu:ZnSeS 量子點(diǎn)合成的影響37-38
• 3.3.4 MPA 用量的影響38-40
• 3.3.5 pH 值對(duì)摻雜量子點(diǎn)熒光效率的影響40-41
• 3.3.6 銅摻雜濃度對(duì)量子點(diǎn)發(fā)光效率的影響41-42
• 3.3.7 ZnS 殼層的包覆對(duì) Cu:ZnSeS 量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)、尺寸、形貌及結(jié)構(gòu)的影響42-44
• 3.3.8 PL 變溫曲線和時(shí)間分辨光譜44-45
• 3.3.9 銅摻量子點(diǎn)在空氣中和光照下的穩(wěn)定性研究45-46
• 3.4 結(jié)論46-47
• 第四章 Mn:ZnS 量子點(diǎn)合成及晶格擴(kuò)散臨界溫度的確定47-57
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)48-49
• 4.2.1 化學(xué)試劑48
• 4.2.2 前驅(qū)體的制備48-49
• 4.2.3 Mn:ZnS 量子點(diǎn)的合成49
• 4.2.4 錳離子在 ZnS 宿主材料中晶格擴(kuò)散臨界溫度的確定49
• 4.2.5 Mn:ZnS 量子點(diǎn)的表征49
• 4.3 結(jié)果與討論49-56
• 4.3.1 合成路徑及方法的選擇49-50
• 4.3.2 MnS 核納米簇的尺寸控制及對(duì)量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)的影響50-51
• 4.3.3 配體的選擇51-52
• 4.3.4 配體 DDT 對(duì) Mn:ZnS 量子點(diǎn)光學(xué)性能的影響52-53
• 4.3.5 ZnS 殼層的包覆以及對(duì) Mn:ZnS 量子點(diǎn)的形貌和結(jié)構(gòu)53-54
• 4.3.6 錳離子在 ZnS 晶格中擴(kuò)散的臨界溫度54-56
• 4.4 結(jié)論56-57
• 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-65
• 碩士期間發(fā)表的論文與取得的其它研究成果65

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1 梁佳然;鐘文英;于俊生;;量子點(diǎn)熒光探針在定量分析中的應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年09期

2 胡朗;王德平;姚愛(ài)華;黃文e

本文編號(hào)：348312