半導(dǎo)體量子點(diǎn)由于獨(dú)特的物理化學(xué)特性,具有吸收帶寬和發(fā)射帶窄等特點(diǎn),在發(fā)光材料、光伏器件及催化等領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力。光生載流子的動(dòng)力學(xué)是決定半導(dǎo)體量子點(diǎn)應(yīng)用范圍和半導(dǎo)體量子器件的關(guān)鍵因素。核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)具有熒光量子產(chǎn)率高和光學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),是半導(dǎo)體量子器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但殼層的存在將顯著改變半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)和光生載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程,從而影響其在半導(dǎo)體量子器件中的實(shí)際應(yīng)用。此外,半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)和光生載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程還與核的尺寸和殼的厚度密切相關(guān)。因此,要促進(jìn)核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)在量子器件中的應(yīng)用,必須掌握核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)和光生載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程、以及核的尺寸和殼的厚度對(duì)其光學(xué)性質(zhì)和光生載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程的影響。ZnSe是重要的半導(dǎo)體材料,其帶隙寬度為2.58 e V,在太陽(yáng)能電池、光催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文主要研究了ZnSe基核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的光譜和光生載流子動(dòng)力學(xué)性質(zhì),并獲得了以下創(chuàng)新性成果:1 ZnSe/CdSe量子點(diǎn)的合成和光生載流子動(dòng)力學(xué)。本論文通過(guò)連續(xù)離子層吸附反應(yīng)法（SILAR）制備了高質(zhì)量ZnSe/CdSe量子點(diǎn),并研究了其光譜性質(zhì)和光生載流子動(dòng)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

量子點(diǎn)能級(jí)與尺寸關(guān)系示意圖[40]

第一章緒論31.2.2表面效應(yīng)圖1-2InP表面原子占比隨粒徑的變化[41]Figure1-2VariationoftheproportionofsurfaceatomstototalatomsinInPwithdifferentdiameters[41]表面效應(yīng)是指納米半導(dǎo)體顆粒表面原子數(shù)隨粒徑的減小而急烈增大，引起納米半導(dǎo)體材料物理、化學(xué)性質(zhì)變化的效應(yīng)。如圖1-2所示，InP量子點(diǎn)的表面原子數(shù)隨著粒徑的減小而增大，表面配位原子不足導(dǎo)致表面形成眾多的懸空鍵和不飽和鍵[41]。表面懸空鍵和不飽和鍵可以成為量子點(diǎn)表面缺陷中心，捕獲光生載流子，從而降低量子點(diǎn)的發(fā)光性能。研究表明，表面有機(jī)配體在顯著提升量子點(diǎn)發(fā)光性能的同時(shí)，對(duì)納米材料形貌的調(diào)控也起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)表面配體的調(diào)控，納米半導(dǎo)體材料可以呈現(xiàn)出量子點(diǎn)、量子棒和量子碟等不同的形貌[42-44]。因此，量子點(diǎn)表面修飾是一項(xiàng)重要的研究課題[32,45,46]。與此同時(shí)，高表面活性的優(yōu)勢(shì)使量子點(diǎn)在催化領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景[47-49]。1.2.3量子隧道效應(yīng)量子隧道效應(yīng)是指微觀(guān)粒子具有能夠貫穿勢(shì)壘的能力。如圖1-3所示，當(dāng)粒子總能量小于勢(shì)壘高度時(shí)，粒子所輻射的電磁波依然能夠穿過(guò)這個(gè)勢(shì)壘到達(dá)下一個(gè)勢(shì)阱，電子運(yùn)動(dòng)將會(huì)出現(xiàn)明顯的波動(dòng)，從而產(chǎn)生量子隧道效應(yīng)[50,51]，量子隧道效應(yīng)是微電子領(lǐng)域的重要理論基矗

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3量子隧道效應(yīng)示意圖Figure1-3Schematicofquantumtunnelingeffect1.3量子點(diǎn)的光譜性質(zhì)在關(guān)注量子點(diǎn)眾多優(yōu)良光學(xué)性質(zhì)的同時(shí)，研究人員也越來(lái)越注重探討量子點(diǎn)光電性質(zhì)背后的光學(xué)機(jī)理，光譜表征為人們研究量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理提供了極大的便利。常見(jiàn)的光譜表征方法有：紫外-可見(jiàn)吸收光譜（UV-visibleabsorptionspectrum）、穩(wěn)態(tài)熒光光譜（Steadystatefluorescencespectrum）和瞬態(tài)熒光光譜（Transientfluorescencespectrum）等。1.3.1紫外-可見(jiàn)吸收光譜紫外-可見(jiàn)吸收光譜原理：當(dāng)量子點(diǎn)吸收一定能量的光子后，電子將由基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，由于量子限域效應(yīng)導(dǎo)致電子能級(jí)離散化，電子只能在特定的能帶之間發(fā)生躍遷，因而在紫外-可見(jiàn)吸收光譜上表現(xiàn)出由眾多吸收峰組成的吸收帶，其中每個(gè)吸收峰對(duì)應(yīng)一個(gè)激子躍遷能級(jí)。能級(jí)越高態(tài)密度越大，所以吸收光譜在短波方向具有更大的吸收強(qiáng)度。通過(guò)紫外-可見(jiàn)吸收光譜，研究人員可以對(duì)量子點(diǎn)的電子能級(jí)等性質(zhì)進(jìn)行深入地研究。Peng等[24]通過(guò)高溫?zé)嶙⑸浞ㄖ苽淞瞬煌降腃dTe、CdSe、CdS量子點(diǎn)，紫外-可見(jiàn)吸收光譜顯示（圖1-4（a）），量子點(diǎn)相比體相材料具有更大的帶隙寬度。由此可見(jiàn)，CdTe、CdSe和CdS量子點(diǎn)具有很強(qiáng)的量子限域效應(yīng)。之后，Peng等[52]總結(jié)得出了CdTe、CdSe和CdS量子點(diǎn)的粒徑與其第一激子吸收峰位置的數(shù)量關(guān)系，使研究人員可以通過(guò)光譜較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)量子點(diǎn)粒徑的大�。▓D1-4（b））。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]量子點(diǎn)標(biāo)記的生物實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)示蹤成像研究進(jìn)展[J]. 王洋,鄧玉林,慶宏,謝海燕.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
[2]量子點(diǎn)在腫瘤研究中的應(yīng)用[J]. 陳良冬,李雁,袁宏銀,龐代文.  癌癥. 2006(05)



本文編號(hào)：3392520