水溶液法合成稀土掺杂CdSe量子点及光学性质

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半导体量子点是一种新型的材料,在存储,太阳能电池,生物荧光标记方面有诸多应用。我们利用水溶液法成功制备出了CdSe量子点。通过控制合成量子点的不同反应条件(温度,时间,MPA浓度),得到不同尺寸以及不同单分散性的CdSe量子点。样品Photoluminescence (PL)谱和光吸收谱的结果表明:不同反应温度下,60℃比30℃更有利于成核;MPA的浓度越大,得到的CdSe量子点尺寸越均匀;CdSe量子点尺寸随反应时间增加而变大;尺寸分离实验结果显示:随着分离次数的增加,量子点尺寸单分散性逐渐提高。我们在水溶液法合成CdSe量子点的基础上,进一步对CdSe量子点进行了稀土Eu3+离子掺杂以及CdSe/ZnS(CdSe/CdS)核壳结构包裹,得到了CdSe:Eu量子点,CdSe/ZnS(CdSe/CdS)核壳结构量子点。并初步尝试了在ZnS壳中进行稀土Eu3+离子掺杂。不同Eu3+掺杂浓度下样品PL谱结果表明,Eu3+离子已经掺入到了CdSe量子点中,且掺Eu3+离子的CdSe量子点PL强度随Eu3+离子浓度增大而增加。其中掺杂Eu3+离子的样品比未掺杂Eu3+离子的样品PL强度最多增加了约15倍。不同掺杂反应温度下样品PL谱结果表明在60℃反应温度下,Eu3+成功掺入CdSe量子点中。CdSe/ZnS核壳结构量子点样品PL谱结果表明,ZnS已经包裹到了CdSe量子点表面,并钝化了其表面缺陷态。经过高斯波包分峰拟合以后,证实了Eu3+离子对量子点荧光增强的作用,同时CdSe量子点缺陷态的荧光的减弱,表明ZnS壳层钝化了CdSe量子点的表面缺陷态。CdSe/CdS核壳结构量子点样品光吸收谱及PL谱表明,CdSe/CdS量子点荧光峰仍然是CdSe量子点荧光峰值,同时小峰表明在反应中生成了少量CdS量子点。经过高斯波包分峰拟合以后,我们发现了CdS量子点的带边发光,包裹对于CdSe量子点有荧光增强作用,带边峰位的强度增加了140%,但是同时低能态缺陷态的峰位强度增强仅仅50%。因此我们认为CdS壳层包裹CdSe核以后有荧光增强作用,同时钝化了量子点表面缺陷态。
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