在油酸—石蜡体系下CdS/CdSe量子点的制备及其光学性能研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:jiaoxuepan
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量子点是准零维的荧光半导体纳米材料,一般是由II-VI族或者是III-V族元素组成的,直径在1-10nm之间,也称为“人造原子”。量子点由于其特殊的效应,吸收光谱宽,发射光谱窄而且呈对称分布,光化学稳定等特点,在化学催化、电子器件、光纤通信光电器件、半导体器件、太阳能电池、生物荧光探针等方面有着广阔的应用前景。目前,最常用的制备光学性能好的量子点的方法是有机金属合成法。虽然这个方法可以制备质量较高的量子点,但是由于所使用的溶剂TOP和TOPO存在较多的缺点,其高成本高污染等缺点阻碍了量子点的应用推广。因此,探寻廉价绿色,简单易行,毒性小,对环境污染少,反应条件温和的新方法,在量子点的制备中,仍是一个非常重要的研究领域。另外,改善粒子的表面性能以及开发出新的光化学性质,进而实现电子器件的研制,将更是具有重要的科学意义和使用价值。本论文使用液体石蜡作为反应溶剂,油酸作为配位剂,深入探索了CdS、CdSe量子点的油相绿色合成工艺,并对制备的量子点进行了多种表征并研究其光学特性。对该绿色合成工艺进行多反应条件的测试,通过改变反应时间、反应物浓度、反应温度等条件对制备的量子点的尺寸进行控制,进一步完善其制备CdS、CdSe量子点的流程,增强产物的可控性。对制备的稳定的CdS、CdSe量子点进行了表面修饰工作,重点通过包裹CdS形成CdSe/CdS核壳结构量子点以增强其荧光量子产率。对修饰方法进行了深度摸索并总结出一套行之有效的工艺流程。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、荧光光谱仪(PL)和紫外-可见吸收光谱仪(UV-vis)对样品进行表面形貌、粒径分析、晶体结构表征和光学性能测试。结果表明使用这种方法制备出了分散性好、粒径均一、尺寸小、荧光好的CdS量子点、CdSe量子点、CdSe/CdS核壳结构量子点。通过实验可以看出对量子点进行包覆后其光学性能有一定的提高。
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