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半导体纳米晶作为一种经典的无机材料,具有独特的光电学特性,在化学、物理、材料学等领域受到极大的重视。目前常用的半导体纳米晶一般在有机相或者水相中合成。关于采用“绿色化学”有机金属法在有机相中合成CdTe半导体纳米晶的报道并不是很多,同时对于纳米晶在此环境下的生长机理研究也并不深入。近年来,材料学家们为了提高有机共轭材料的电荷注入能力做了很多努力,其中具有“量子尺寸效应”的半导体纳米晶量子点当仁不让的成为有机-无机纳米复合的理想材料。有机.无机纳米复合材料可以应用于发光二极管、激光器,光伏电池等等,不过目前常用到的有机-无机纳米复合材料都仅仅是有机材料和无机材料物理上的混合,并且通过传统物理混合的方式得到的有机-无机纳米复合材料,会出现相分离、低温稳定性差等问题,妨碍了有机-无机纳米复合材料的后处理,也阻碍了有机.无机纳米复合材料的进一步的应用。因此,如何获得均相的有机-无机纳米复合材料就成为了目前纳米复合材料研究的一个重点。在我们的含共轭单元聚合物-半导体纳米晶杂化材料体系中,我们以聚合物上特殊的官能团同半导体纳米晶表面的化学相互作用,来完成获得均相有机-无机纳米杂化材料这一极具挑战性的任务。
我们通过对传统有机相合成方式的改进,合成从130到250℃一系列的CdTe半导体纳米晶。在合成CdTe~内米晶过程中,以CdO作为反应前体,并将十八烷基胺引入到三辛基氧磷和三辛基磷的体系中,避免了以往合成方式中低温下f低于170℃)CdTe~内米晶成核和生长的停止,成功的将纳米晶的合成温度降低到130℃。用荧光光谱(PL)和紫外.可见吸收光谱(UV一’vis),以及晶体粉末衍射法(xRD)对半导体纳米晶进行表征,并首次检测到了有机相中CdTe~[9米晶的不连续生长模式,进一步完善了CdTeN内米晶生长模式研究。另一方面,也通过实验探讨了合成温度同纳米晶晶体结构之间的关系,即250℃下合成可以得到六方纤锌矿自~JCdTe半导体纳米晶,而160℃下则得到四方闪锌矿的Cd7re半导体纳米晶。得出在Cd’reef9米晶的有机相合成过程中,合成温度也是影响纳米晶晶体结构的一个重要因素。随后,我们以一种快捷有效的方法构筑出CdTe半导体纳米晶-发光聚合物的有机-无机杂化体系。本论文中的发光聚合物是通过自由基聚合获得,此类聚合物包括两种类型的官能团,分别担当聚合物的光电学单元和同CdTe纳米晶静电作用的接点。聚合物的化学结构用<1>H NMR和<13>C NMR进行了详细的表征。另一方面,这一系列杂化材料的结构和形貌分别甩FT-IR和TEM进行了表征,结果表明CdTe纳米晶极其稳定且均匀的分布在聚合物矩阵中。从对杂化材料紫外-可见吸收和荧光光谱的研究中可以看出,聚合物和CdTe纳米晶之间有能量传递发生;同时,依据测试得到的聚合物循环伏安数据和相应文献资料,通过估算我们得出,在聚合物和CdTe纳米晶之间的光引发电荷传递是受热力学禁止的。